神经生理09.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,（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）,。,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：813次/秒,，20100V，,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：1430次/秒,，520V，,皮层处于活动状态,（3）波：47次/秒,，100150V，,困倦，幼儿,常见。,（4)波：0.53次/秒,，20200V，,睡眠或麻醉,，,可见于,婴儿,或智力发育不成熟者。,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。,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,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。,网状结构上行激动系统,（ascending reticular activating system）,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,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,背侧中缝核,5HT,大脑脚脑桥被盖核,蓝斑,乳头体,The EEG of Sleep,(,二)睡眠的时相,睡,眠,慢波睡眠,（,slow wave sleep，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,（,paradoxical sleep，PS）,或快波睡眠（fast wave sleep，FWS）,或快速眼球运动（rapid eye movements，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,80120min,2030min,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？,梦？,爬行类？,鸟类？,哺乳类？,胎儿？,Sleep cycle,REM 90min超短节律 微觉醒,相应地微睡眠状态午睡？,睡眠期及睡眠各期的顺序循环,EEG,梦游？,Children young adulte Elderly sleep stage,(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,NE FWS 及 觉醒,Ach,延长 SWS;,Ach FWS,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,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（ascending inhibitory system）。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,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,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，,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,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（spontaneous electric activity of the brain），,分类:,脑电图(electroencephalogram,EEG)，,皮质电图(electrocorticogram,ECoG),一、脑电图的基本波形：,根据其频率进行分类,波：频率为每秒813次，波幅为20100 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1430次，波幅为520 V，在清醒并睁开眼睛时出现，,波：频率为每秒47次，波幅为100150 V，在慢波睡眠时出现，,波：频率为每秒0.53次，波幅为20200 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。,图1 正常脑电图的基本波形,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(spike wave)、尖波(sharp wave)和棘慢波综合(spike and wave complex)等，,图2 癫痫脑电图的波形,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,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,，,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。,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。,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。,Evoked cortical potential,主反应：,先正后负的电位变化，潜伏期(512 ms)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812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。,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。,（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l 9个电极。,图3 10/20系统电极安放法,图4 Gibbs电极安放法,(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36 cm。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：,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34cm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,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,(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C0,2,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。,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,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,睡眠研究,通常在冠状缝前1 mm及人字缝前1 mm与颅骨中线两侧旁开1 mm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。,（,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（Spinal Electrograms SEG），,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。,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,（Visual Evoked Potential,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。,暗视视网膜电图,(Dark adaptation ERG/,Scotopic,ERG),在无背底的暗适应,(20 min),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,(Light adaptation ERG/,photopic,ERG,在一定背底亮度光照下,(,明适应,10 min),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(flash ERG),Scotopic ERG Photopic ERG,局部视网膜电图(Local ERG/focal ERG),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。,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,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。,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:,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.,.,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P,130,可能是肌源性,和神经源性的混合电位,而P,300,代表高级活动的,电位改变,.,3.非特异皮层视觉诱发电位:,电极按放方法,（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/m,2,。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。,（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,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，它是一个复合动作电位，,通常由N,1,N,2,N,3,三个负波和一个正波,（AP）组成，,总和电位,是较强的声音刺激引起的一种,直流电位，,在临床上用无创伤方法记录的耳蜗电位称为耳蜗电图，记录时，引导电极放在外耳道或鼓膜上，采用计算机信号叠加平均后才能较好地显示。,（2）听觉中枢声音诱发电位,脑干听觉诱发电位,：,脑干中枢对声音刺激的诱发反应，由一系列七个串电位组成，依次以罗马数字表示，一般认为I波为听神经动作电位，波之后依次来自耳蜗复核，上橄榄核、内侧膝状体、下丘等的电活动，,听皮层诱发电位,：,用针形电极按在听区的颅骨上，或颅骨穿孔把电极放在听皮层脑膜外，均可记录到较大幅值的听皮层诱发电位，听皮层诱发电位主要由正、负、正三相波组成（图9），波形稳定，不易受外界因素影响，为声音刺激所特有的反应，常为临床上测定听功能的主要指标。,图9 听觉系统不同部位电反应示意图,CN：耳蜗核；,SOC：上橄榄复合体；,NLL：内侧丘系核；,IC：下丘；,MGB：内侧膝状体,刺激器，放大器和计算机,声刺激,可采用短声（Click），短音,（tone pipy）和短纯音（tonl burst）三种类型，可用一般生物电放大器，放大信数10万倍，时间常数 0.0-1秒，带通滤波10-5000HZ。,测定听觉发电位，通常需要声音,计算机信号平均技术,（3）听觉诱发电位测定,（4）听觉诱发电位用途,听觉诱发电位的测定是评定听觉功能的客观电生理指标，它可对各类疾病如先天性发育畸形，细菌感染，药物中毒等引起的听力损害之损害程度和损害部位作评定。在法律上可以对伪聋作判别，在外科手术中可对听神经瘤手术作监护，因此，自70年代以来，听觉诱发电位的检测已经成为一项新兴的耳科电生理学技术，在听觉生理、病理生理的研究和临床应用中具一定价值。,