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1、一 脑电图神经电生理基础脑电图：从颅外头皮或颅内记录到的局部神经元点活动的总和1 神经元和神经环路1.1 神经元：胞体、轴突、树突静息态：细胞内：K + 和有机负离子为主胞 外：Na +、Ca 2+、Cl -为主 ，静息电位-70-90uV(内负外正)；兴奋时：a) Na+通道开放，Na +内流，膜内变正，去极化，形成动作电位上升支；形成的峰电位时间非常短暂b) K+顺浓度差外流，膜内变负，复极化，形成动作电位的下降支；c) 最后通过 Na+- K+- ATP 泵逆浓度差将细胞内多余的 Na+运送到细胞外，同时将 K+运送到细胞内另一种非突触电位，缓慢内流的 Ca2+，可产生 2050uV 的
2、高电压，可在一群神经元中形成同步化峰电位，在癫痫样放电中具有重要作用；1.2 突触结构和神经递质突触：两个神经元之间的接触点，突触前膜/间隙/后膜。神经元之间的可通过轴突-树突、轴突-轴突、轴突-胞体实现突触连接兴奋性神经递质是突出后膜去极化，静息电位，神经元兴奋性兴奋性突触后电位（EPSP） ，主要与 Na+、Ca 2+内流有关；抑制性神经递质是突出后膜超极化，静息电位，神经元兴奋性抑制性突出后电位（IPSP） ，主要涉及 Cl-、K +外流有关；兴奋性氨基酸： 谷氨酸和天门冬氨酸 ，对神经元、海马、丘脑、小脑等结构都能产生极强兴奋作用，是大多数兴奋性神经元的递质，受体包括：NMDA、AMD
3、A 和海人酸受体；中枢神经系统的抑制性氨基酸： - 氨基丁酸（ GABA） ，受体为 GABAA、GABA B受体。GABA A是化学门控通道受体，介导突出后抑制效应；GABA B主要介导突触前抑制；此外 甘氨酸 也是抑制性递质，主要分布骨髓、脑干和后脑，而前脑较少。脑内 5-羟色胺（5-HT）能神经元主要分布在脑干中的中缝核群及蓝斑、脚间核等部位，特点是放电缓慢而规律，放电频率为，0.5Hz3Hz,困倦时放电缓慢，与睡眠有关，特别是慢波睡眠。中枢儿茶酚胺（CA）类物质包括肾上腺素和去甲肾腺素，对中枢的作用以兴奋为主，有助于维持中枢神经系统的觉醒状态，表现在脑电和行为两方面:刺激去甲肾上腺素能
4、上行背束通路引起脑电呈现低波幅快波，并伴觉醒；损坏该通路和给予 受体拮抗剂引起脑电呈高波幅慢波并伴睡眠状态；乙酰胆碱，重要神经递质，受体为毒 碱受体（M 受体） ，其具有抑制和兴奋双重作用，可在同一神经元存在，其兴奋作用与 K+通道关闭，K + 传到降低有关，抑制作用是 K+通道开放和细胞膜超极化有关。1.3 神经元的内在性质两种活动模式：1）持续性点燃（steady firing）：接受刺激后产生持续而稳定的高频放电，以实现快速信息传递，主要由 Na+通道开放引起，清醒时以这种方式为主2）暴发性点燃：受到刺激后产生不规则的或节律性的暴发，是在 Na+内流导致细胞膜去极化后，出发电压依赖性 C
5、a2+通道开放引起内流所致；其后伴有长时间的超极化状态，故有较长不应期，代表 Ca2+激活的 K+电流。 是丘脑、海马和新皮层某些神经元的内在特性，对细胞间信息的传递、脑电节律的形成、睡眠活动及癫痫性放电的形成都非常重要。神经元具有内源性的电压依赖性震荡性质，即在神经元去极化达到一定程度时，可产生一种自我维持的 频段电压震荡， ，这种震荡在海马椎体细胞的胞体、丘脑皮层神经元、内嗅皮层、星形细胞和新皮层 V 层的椎体先都能记录到。1.4 神经环路 神经元以串联、并联、前馈、反馈、正反馈、和负反馈的形式活动；最简单的神经环路：三突出结构。上一级的神经元的轴突分枝一方面兴奋一个主神经元，另一方面通过
6、兴奋中间神经元抑制该主神经元，从而在一个最小的环路上达到兴奋和抑制平衡。某些神经环路是产生癫痫的重要基础：海马内环、边缘系统、丘脑-皮层环路，异常环路可成为异常放电形成和扩散的基础，并干扰正常神经活动。2 新皮层和半球表面脑电活动起源2.1 新皮层的结构新皮层为大脑半球表面的灰质，23mm，2400cm 2,50100 不同区域，可分为 6层皮层的垂直结构：柱状结构是皮层的基本功能单位，有神经元胞体、树突、轴突和跨层连接的突触构成。大脑半球皮层的分层结构分层 名称 主要细胞构成 层 分子层 顶树突末梢分支、构成平行的神经纤维层 外颗粒层 小椎体细胞层 椎体细胞层 大、中形椎体细胞层 内颗粒层
7、小星形细胞层 大椎体细胞层 大椎体细胞层 多形细胞层 各种大小、形态不等的神经元皮层的平行结构：通过轴突相连。在皮层的第 层中，有大量并列分布的椎体细胞顶树突，头皮脑电图所记录的主要是这一层的电位变化。平行连接可是更大范围的脑区参与某项活动中，同时也是癫痫活动扩散的基础。对某些局灶性癫痫病人惊醒软脑膜下横切术，就是通过切断皮层的横向纤维防止癫痫扩散，同时保留柱状结构的功能。皮层椎体细胞的特性是皮层最主要的兴奋性神经元，含大量树突，特别是顶树突。1.、层的椎体细胞为-持续点燃性神经元，适应频率 50100Hz 以内，2.而层的大椎体戏班多为暴发性点燃神经元，具内源性暴发特性。大椎体小的树突具有很
8、高的电兴奋性，可对微小的刺激产生长时间的暴发反应，与产生癫痫样放电有关。脑电活动的起源脑电活动的产生主要来自突出后电位，目前认为皮层或头皮记录到的脑电活动主要来自皮层椎体细胞顶树突的突触后电位，可形成局部电场，但颅骨和头皮等组织会衰减脑电信号，头皮记录到的只有皮层表面电位的 1/51/10（电压衰减和高频滤波作用） 。突出后电位对皮层表面记录到的影响取决于他的极性、方向、部位和强度；此外产生同步化电活动的神经元数量、电压和频率也是决定头皮脑电活动的重要因素，电源；电穴；在皮层，一般椎体细胞胞体首先被兴奋，与树突末端之间形成电压差，只是产生跨膜电流及偶极子的主要原因，中间神经元对椎体细胞的抑制也
9、在胞体和树突之间产生电压梯度（抑制偶极子） ，但作用微弱.3 丘脑皮层系统和脑电节律的产生3.1 丘脑皮层环路和丘脑神经元的特性丘脑是感觉刺激传入大脑皮层最重要的中继站，也是产生 低频脑电活动 的主要起步点 ，习惯将丘脑核团分为：特异性：传递各种感觉冲动，与特定大脑皮层去有点对点的投射关系非特异性:指中线核团和内板核，主要接受脑干网路结构传入的兴奋，引起大脑皮层广泛区域的电活动的变化。皮层活动的信息又反馈至丘脑，形成丘脑皮层环路，调节皮层神经元的兴奋性水平。丘脑神经元具有低阈值得 T 型 Ca2+通道，一般神经元在-60mV 左右被激活，但丘脑神经元的 T 型 Ca2+通道必须超极化低于-60mV 并持续足够时间才能开放，并由 Ca2+产生高波幅去极化电位。觉醒状态下，T 型 Ca2+通道不开放，在传入性刺激减少时（睡眠状态时） ，神经元处于超极化状态，-5060mV） ，通道被激活，此时丘脑神经元转而以暴发点燃的模式活动，这一特性与睡眠期的慢波活动和全身性癫痫的棘慢复合波发放有密切关系。3.2 脑电节律的产生丘脑为节律性脑电活动的起步点，如 节律，睡眠纺锤，或广泛性 3Hz 棘慢复合波节律。 ，通常 612Hz 的频率刺激最容易诱发丘脑皮层的节律性活动，而高频刺激则引起觉醒的去同步化反应；总之：新皮层主要产生脑电活动的电压和电场，而丘脑则是产生脑电活动节律主要部位
