（推荐课件）神经生理

睡眠 觉醒与脑电活动 感觉传入系统受刺激时 在皮层上某一局限区域引出的形式较为固定的的电位变化 在无明显刺激情况下 大脑皮层经常性地自发地产生的节律性电位变化 皮层诱发电位evokedcorticalpotential 自发脑电活动spontaneouselectricactivityofthebrain 一 脑电活动 1 一 脑电图 在头皮用双极或单极记录法来观察皮层的电位变化 记录到的自发脑电活动称为脑电图 electroencephalogram EEG 在动物将颅骨打开或在病人进行脑外科手术时 直接在皮层表面引导的电位变化 称为皮层电图 electrocorticogram ECoG 2 1 脑电图的波形 波8 13次 秒 清醒 安静并闭眼时即出现 波14 30次 秒 新皮层处在紧张活动状态时出现 波4 7次 秒 困倦时出现 波0 5 3次 秒 睡眠 极度疲劳时或在麻醉状态下出现 1 波 8 13次 秒 20 100 V 清醒安静闭目 常呈梭形变化 睁眼时 波消失 呈现快波 称 波阻断 block 2 波 14 30次 秒 5 20 V 皮层处于活动状态 3 波 4 7次 秒 100 150 V 困倦 幼儿常见 4 波 0 5 3次 秒 20 200 V 睡眠或麻醉 可见于婴儿或智力发育不成熟者 3 2 脑电波形成的机制 大量的神经元同步发生突触后电位 才能总和起来引起皮层表面的电位改变 同步电活动依赖丘脑的功能 一定的同步节律的丘脑非特异投射系统的活动 促进了皮层电活动的同步化 4 去同步化快波 同步化慢波 兴奋抑制 5 第十一章觉醒与睡眠 睡眠是机体自我恢复一个必要生理过程时程7 8 h觉醒 开放 睡眠 孤立 生物节律之一 长频年 月 双周 周 中频24 h昼夜节律 短频 20 h 6 时差 视觉感受装置 视交叉上核 昼夜光照变化 视网膜 视交叉上核束 使体内日周期节律与外环境的昼夜节律同步 7 觉醒与睡眠的分期 一 觉醒状态的维持 觉醒状态的维持与脑干网状结构上行激动系统的作用有关 脑电觉醒 快波 可能与蓝斑上部去甲肾上腺素递质系统有关 脑干网状结构上行激动系统 乙酰胆碱递质系统 的作用是时相性作用 它能调制去甲肾上腺素递质系统的脑电觉醒作用 行为觉醒的维持可能与中脑黑质多巴胺递质系统有关 8 网状结构上行激动系统 ascendingreticularactivatingsystem 刺激中脑网状结构 唤醒动物 脑电波呈现去极化快波在中脑头端切断网状结构 类似睡眠 脑电波呈现同步化慢波 易受药物 如催眠药 麻醉药 影响 主要是通过丘脑非特异投射系统而发挥作用的 9 脑干内存在特定的睡眠诱导区 脑桥中央至延髓尾侧之间的若干脑区 中缝核 孤束核 蓝斑核 网状结构背内侧一些神经元 睡眠是CNS主动的神经过程 10 背侧中缝核5 HT大脑脚脑桥被盖核蓝斑 乳头体 11 TheEEGofSleep 12 二 睡眠的时相 睡眠 慢波睡眠 slowwavesleep SWS 表现为 嗅 视 听 触等感觉功能暂时减退 骨骼肌反射活动和肌紧张减弱 伴有一系列自主神经功能的改变 例如Bp HR 瞳孔缩小 尿量 体温 代谢率 呼吸 胃液分泌 而唾液分泌 发汗功能 等 异相睡眠 paradoxicalsleep PS 或快波睡眠 fastwavesleep FWS 或快速眼球运动 rapideyemovements REM 睡眠各种感觉功能进一步减退 以致唤醒阈提高 骨骼肌反射活动和肌紧张进一步 肌肉几乎完全松弛 还有间断的阵发性表现 如眼球快速运动 部分躯体抽动 在人类还伴有血压 和心率 呼吸 而不规则 入睡SWS FWS SWS 80 120min 20 30min FWS 生长激素 促进生长和体力恢复 脑血流量 脑蛋白质合成 促进幼儿神经系统的成熟 促进精力恢复 梦 13 梦 爬行类 鸟类 哺乳类 胎儿 14 Sleepcycle REM90min超短节律微觉醒相应地 微睡眠状态 午睡 15 睡眠期及睡眠各期的顺序循环 EEG 16 ChildrenyoungadulteElderlysleepstage 17 三 睡眠发生机制 去传入机制脑内存在特定睡眠诱导区视交叉上核作为昼夜节律的生物钟作用中枢单胺类递质和乙酰胆硷的控制5 HT触发脑桥背内侧NE神经元NEFWS及觉醒Ach延长SWS AchFWS低位脑干Ach和NE能神经元二者交替活动造成FWS和SWS周期性促睡眠因子 褪黑素 精氨酸催产素 前列腺素 18 在脑干尾端存在一个能引起睡眠和脑电波同步化的中枢 称为上行抑制系统 ascendinginhibitorysystem 这一中枢向上传导可作用于大脑皮层 并与上行激动系统的作用相拮抗 从而调节睡眠与觉醒的相互转化 睡眠是一个主动过程 慢波睡眠可能与脑干内5 羟色胺 胆硷递质系统活动有关异相睡眠可能与脑干内5 羟色胺和去甲肾上腺素递质系统活动有关 19 第十二章脑电图和诱发电位 三种生物电现象 神经细胞细胞本身固有的电活动如膜电位及其波动 动作电位在突触传递过程中所产生的突触后电位容积導体 21 概括这些电活动 大体上分为二类 一类称之自发电位 系指在没有特定的外界刺激时脑组织本身自发产生的电活动 节律性 非节律性 另一类电活动称之诱发电位 诱发电位是指当外界刺激施加于皮肤感受野内神经或感觉器官时 经特异性传导道上传 在脑的特定部位所产生的与刺激呈锁时关系的电位变化 22 诱发电位 特异性非特异性 非特异性诱发反应是指不同的刺激均能产生相同的反应 特异性诱发反应是指必须具有诱发电位基本特点者 23 一 脑电图 在无明显刺激情况下 大脑皮层经常性地自发产生节律性的电位变化 称为自发脑电活动 spontaneouselectricactivityofthebrain 分类 脑电图 electroencephalogram EEG 皮质电图 electrocorticogram ECoG 24 一 脑电图的基本波形 根据其频率进行分类 波 频率为每秒8 13次 波幅为20 100 V 在清醒 安静并闭目时出现 波幅常呈由小变大再由大变小的反复过程 形成梭形 睁眼视物 波即消失 波 频率为每秒14 30次 波幅为5 20 V 在清醒并睁开眼睛时出现 波 频率为每秒4 7次 波幅为100 150 V 在慢波睡眠时出现 波 频率为每秒0 5 3次 波幅为20 200 V 在慢波睡眠的深睡阶段出现 但正常婴儿清醒时可见 波 在全身麻醉时也可出现 波 25 图1正常脑电图的基本波形 26 在皮层有占位性病变 肿瘤 时 病人即使处于清醒时 亦有可能引导出 波或 波 癫痫患者的脑电图可见棘波 spikewave 尖波 sharpwave 和棘慢波综合 spikeandwavecomplex 等 图2癫痫脑电图的波形 27 二 脑电图的产生机制 皮层表面的电位变化主要是由突触后电位变化形成的 也就是说由细胞体和树突的电位变化形成的 单一神经元的突触后电位变化不足以引起皮层表面的电位改变 必须有大量的神经元同时发生突触后电位变化 才能同步起来引起皮层表面出现电位改变 锥体细胞分布特点 电场形成 28 大量皮层神经元的电活动同步总和必须依赖丘脑的功能 波 将对丘脑非特异投射系统的电刺激频率改为每秒60次 则皮层上类似 波的自发脑电活动立即消失而转成快波 这是由于高频刺激扰乱了神经元的同步化活动 脑电出现去同步化现象 波 29 二 诱发电位 一 诱发电位的基本特征1 诱发电位与刺激之间有明显的锁时关系 具有一定的潜伏期 潜伏期的长短取决于 刺激引起的冲动沿神经传导的速度 刺激点与记录点之间距离 传导路经中所经历的突触数目多少 突触延搁的时间 30 有一定的潜伏期有一定的空间分布 2 诱发电位具有一定的空间分布 核心部位大 中心向四周呈指数曲线规律逐渐衰减 31 3 诱发电位具有固定的反应形式和可重复性 对某种特定刺激所引起的诱发电位具有一定的反应形式 且具有重复性 诱发电位的反应形式一般分为主反应和后发放两部分 主反应潜伏期较短 幅度较大 后发放是在主反应之后出现的一个潜伏期较长 波幅较小的周期性活动 4 诱发电位受非特异性因素影响较小 如情绪 心理活动 环境 睡眠等因素对诱发电位的影响要比对自发电位影响小得多 32 Evokedcorticalpotential 主反应 先正后负的电位变化 潜伏期 5 12ms 与传导路程的长短 换元数及传导速度有关 成因 大锥体细胞 顶树突排列较一致 在传入冲动的激活下发生兴奋 后发放 一系列正相的周期性电位波动 周期8 12次 s 是皮层与丘脑接替核 后腹核 内膝体 外膝体 间环路活动的结果 33 三 人脑电图的记录方法 一 记录电极通常采用银电极 以表面镀有氯化银的银电极最好 1 头皮电极 1 银管电极 2 金属盘状电极或杯状电极 3 针状电极2 特殊电极 颞叶的内侧及颅底的电活动则需用特殊电极才能描记出来 如耳鼓电极 鼻咽电极和蝶骨电极等 34 二 头皮电极的安放部位电极安放部位可参考国际脑电图学会建议的10 20系统电极安放法 图3 和Gibbs电极安放法 图4 少者8个电极 多者l9个电极 图310 20系统电极安放法 图4Gibbs电极安放法 35 三 导联的选择1 双极导联法 把头皮上两个活动电极分别连接到放大器的两侧 叫双极导联法 图4 记录到的是两个活动电极间的电位差 一般 两个活动电极的适当距离为3 6cm 双极导联法不适合于记录准确的波形或电位变动的绝对值 但适合于记录局限性异常波 并可排除无关电极活动化所引起的误差 双极导联法示意图 2 单极导联法 36 2 单极导联法 将一个放在头皮表面的电极与一个距离所要检查的脑组织区域越远越好的无关电极相联 这种导联方式 通常被看做是只描记来自一个头皮电极的电位改变 单极导联的优点在于可记录到活动电极下的脑电位变动值 相当于电极下直径3 4cm范围电活动的总和 但产生于较小的局限性部位的微小电位变动则往往被周围脑组织的电活动所掩盖而不能发现 单极导联法示意图 37 无关电极部位一般选两侧耳垂 它和头皮电极的联系有三种 左侧头皮上的活动电极与左耳垂无关电极 右侧头皮上活动电极与右耳垂无关电极相联结 两侧耳垂的电极联结在一起作为无关电极使用 先把一侧耳垂电极作为无关电极使用 38 四 脑电图的记录1 受试者静坐椅上 姿势自如 2 将电极与记录仪器相连 3 记录脑电图 记录清醒闭目状态下各导联的脑电图 通常在记录过程中进行睁眼闭眼试验和过度换气试验 由于过度的深呼吸 大量的C02排出体外 造成呼吸性碱中毒 此时能引起一过性的脑血管收缩及脑血流量减少 如有持续性或阵发性的异常脑电波出现时 则有诊断价值 39 五 记录脑电图的意义 脑电图是临床常用的检查方法 对中枢某些神经系统疾病的诊断具有重要意义 癫痫颅内占位性病变脑电图还可协助诊断颅脑外伤和颅内炎症性疾病精神疾病 40 在动物实验中 常应用脑电图记录技术研究癫痫的发病机制和防治方法 尤其是用于抗癫痫药物的研究 现代研究睡眠的重要方法在睡眠生理机制和睡眠障碍的研究中占有重要地位 精神药物研究 41 睡眠研究 通常在冠状缝前1mm及人字缝前1mm与颅骨中线两侧旁开1mm交叉点处共安装四个电极记录额 顶叶脑电活动 并在两侧颈肌内插入银丝电极用于记录肌电 用牙科水泥将螺丝钉电极与微型插座一起固定于颅骨上 术后一周即可进行实验 42 二 诱发电位类型根据刺激方式和记录部位不同 诱发电位可分为以下几种主要类型 1 躯体感觉诱发电位 即电刺激一侧肢体从对侧相应的大脑皮层感觉投射区记录到的诱发电位 1 皮层诱发电位 特征 发生机制 用途 2 脊髓诱发电位 是指刺激躯体传入神经 在相应脊髓节段上所记录的诱发电位 称为脊髓诱发电位或脊电图 SpinalElectrogramsSEG 43 脊电图的特征及生理学意义 节段性脊电图主要由正 负 正三相早反应和随之是一个持续时间较长的迟反应组成 传导脊电图 脊电图的记录方法 脊电图的临床应用 对确定脊髓通路功能性阻塞性 对估价外周传导及背根进入脊髓区域的传入传导方面具一定的临床价值 特别是可用其来研究婴儿和儿童脊髓神经系统发育过程 脊髓的代谢性或变性疾患或传导功能降低均在脊电图上有一定反映 44 2 视觉诱发电位 1 视网膜电位 从视网膜的光感受器上记录的视网膜电活动称为视网膜电位或称视网膜电位 Electroretinogram ERG 早期感受器电位 ERP a波b波c波振荡电位 2 视觉诱发电位 VisualEvokedPotential VEP 视觉诱发电位则主要反映视神经及视觉信息向中枢传导的功能 45 暗视视网膜电图 DarkadaptationERG ScotopicERG 在无背底的暗适应 20min 下 由光刺激诱发产生的ERG 称暗视视暗视网膜电流图 主要反应视杆细胞 视杆系统 的功能 但在一定的条件下也掺有视锥细胞的反应 2 明视视网膜电图 LightadaptationERG photopicERG在一定背底亮度光照下 明适应10min 由光刺激诱发产生的视网膜电流图 称为明视视网膜电图 主要反映视锥细胞 视锥系统 的功能 1 闪光ERG flashERG 46 ScotopicERGPhotopicERG 47 局部视网膜电图 LocalERG focalERG 例如 中央凹和黄斑有病变的病人出现局部方位ERG改变 给予视网膜局部区域光刺激诱发的视网膜反应称为局部视网膜图多焦视网膜电图 MultifovalERG 在临床上 某些眼病常常有特征性的视野局部功能异常 这些局部功能异常在全视野视网膜电图中往往不能反映出来 因此 临床上需要发展能够同时记录许多局部ERG的技术 48 Walsh变换 把对应于各部位的波形分离提取出来 波描记阵列 波描记阵列表达的三维图 六边形以双m序列的假随机顺序控制刺激图形的黑白翻转 混合反应信号 49 视觉诱发电位可根据记录部位不同分为 皮层下视诱发电位 特异皮层视诱发电位 非特异皮层视觉诱发电位 50 视觉上行通路中的皮层下结构包括视神经 视交叉 外侧视觉诱发电位 从这些结构记录出的电位称为皮层下视觉诱发电位或短潜伏期视觉诱发电位 这些短潜伏期VEP波幅低下 难以记录 其各波成分起源的解剖结构尚不能肯定 所以目前还不能用于临床 1 皮层下视诱发电位 51 2 特异皮层诱发电位 枕叶皮层对视觉刺激产生的电活动可从头皮电极检出 或称皮层视诱发电位 皮层VEP是长潜伏期的近场皮层电位 波幅较大 易记录 但它的波形 潜伏期 波幅容易受刺激参数 受试者的生理状态的影响 因而其正常变异及个体间差异都较大 但Cobb等 1967年 用模式翻转刺激技术诱发PRVEP 大大提高了皮层VEP在评价视觉通路疾患的可靠性和敏感性 自halliday等 1972 1973 首先将PRVEP广泛用于临床 成为眼 神经科重要的辅助诊断手段 52 用光刺激诱发的瞬态VEP中长潜伏期的波形成分 在头皮分布广泛 例如P130可能是肌源性和神经源性的混合电位 而P300代表高级活动的电位改变 3 非特异皮层视觉诱发电位 53 电极按放方法 54 3 PVEP的刺激方式和刺激参数较常使用的刺激参数 对比度需在50 以上 一般用80 90 照度一般在4 100cd m2 用棋盘格模式刺激时 方格大小常为30 视角 空间频率一般为2 2 5周期 度 刺激重复率2HZ 全视野模式刺激时 整个模式图案的大小必须大于8 视角 方格越小检出异常的敏感性也越高 55 6 视觉诱发电位的临床应用 视神经炎和球后视神经炎 前视路的压迫病变 后视路病变 弥散性神经系统疾病 56 3 听觉诱发电位由声音刺激引起的听觉诱发电位包括耳蜗电位和听觉中枢诱发电位两部分 1 耳蜗电位 耳蜗微器电位 是一种交流性质的电变化 是毛细胞产生的感受器电位 耳蜗神经动作电位 是耳蜗对声音刺激进行换能 编码作用后产生一系反应中最后出现的电变化 它是