3 產生腦電節律活動的條件
腦中電場必須相當強,才能在頭皮表面記錄出電位變化,而欲使腦中電場達到相當強度,必須具備兩個條件:
(1)同步化。大腦皮層是由100餘億神經元所組成,從皮層表面記錄出的電位是許多神經元活動時所產生的電場的總和。故節律性的腦電波是許多神經元同時活動和同時抑制的結果。只有這樣,總和出來的波幅才能較大,否則就會相互抵消,甚至記錄不出電位變化。這種同時放電或同時抑制的過程就是“同步化”。如果由於某種原因而使神經元不能同時放電或同時抑制,就是“去同步化”。所說同步化,包括頻率與位相皆相同。否則,如兩個神經元發放的頻率相同而位相相反,就仍然不會出現大的波幅。通常,同步化的程度越大,則波幅越大而頻率越低;反之,去同步化的程度越大,則波幅越小而頻率越高。
(2)神經元的排列方向一致。如各神經元的排列方向不一致,則衝動傳導的方向也不會一致,因而所產生的電場就會相互抵消,不能形成強大的電場。大腦皮層的錐體細胞排列非常整齊,其頂樹突都伸向皮層表面,因此,腦電波的形成,極有可能是由於許多錐體細胞產生的電位自細胞體傳向皮層表面的結果。當這些錐體細胞進行同步活動時就會產生強大的電場,才能在皮層表面記錄出來。
4 腦電活動的皮層神經元機制
由於最常見的腦電波節律爲每秒10次左右的α節律,每個波的週期約爲100毫米,這要比神經元的動作電位慢得多,而和神經元的突觸後電位的時程較近似,因而提出腦電波是由神經元的同步性慢活動所引起的。此外,動物實驗表明,將微電極插入貓的皮層神經元內,發現微電極所記錄的皮層神經元的慢的突觸後電位常與粗電極在皮層表面記錄到的同步化腦電波時程相同,尤其在每秒8~12次的梭形波時更爲明顯。此外,靜脈注射快速作用的巴比妥藥物時,腦電波與細胞內記錄的突觸後電位同時消失,而當藥物作用過後,兩者又同時恢復。因此可認爲:腦電波是由皮層細胞羣同步活動時突觸後電位(包括興奮性突觸後電位與抑制性突觸後電位)的總和所形成的。