为了测量脑电,有侵入式和非侵入式测量的方法被开发出来,最常用的是非侵入式的脑电帽,脑电帽在使用的过程当中需要确定电极在大脑的位置,其中最常用的就是国际10-20系统(以及在此基础之上开发的10-10系统)。10-20电极系统是目前临床和研究中广泛使用的头皮脑电记录电极放置方法。它的命名源于电极位置是根据颅骨解剖标志物来确定的,电极之间的距离大约是全头围长度的10%或20%。
10-20系统电极放置法是国际脑电图学会规定的标准电极放置法。额极中点至鼻根的距离和枕点至枕外粗隆的距离各占此连线全长的10%,其余各点均以此连线全长的20%相隔,如下图所示。因此命名为10-20系统。“10”和“20”指的是相邻电极之间的实际距离是头骨前后或左右总距离的10% 或20% 。注奇数表示大脑左侧,偶数表示大脑右侧。左右侧各取8个电极,加上前后位上的额中点(Fz)、中央点(Cz)、顶点(Pz)以及两个耳电极共21个电极。如下图所示
电极有特定的字母和数字进行标记,其中:
F为额叶(Frontal)
T为颞叶(Temporal)
P为顶叶(Parietal)
O为枕叶(Occipital)
C为中央区(Central,大脑没有这个区,是为了方便识别更为典型的脑电活动,如运动相关的通常在C3和C4)
“z”表示放置在中线上的电极,偶数表示大脑右侧的电极,奇数表示放置在大脑左侧的电极。
Fz和Cz常用于电极的接地或者共同参考点,A1和A2长用于对侧参考。
在10-20的基础之上,在10%的位置上进行电极的扩展,便得到10-10系统。
这决定了10-20是没有10-10采集的密度大,基准点是鼻根(Nasion)与枕骨突出处(Inion)的连线。从Nasion到Inion的距离等分为4等份,前2/4处为Fp(Frontopolar)区,后2/4处为O(Occipital)区。沿头围线向后从Nasion开始每20%处标注一个点,分别为Fp、F(Frontal)、T(Temporal)、P(Parietal)、O区。
奇数编号的电极位于左半球,偶数编号的位于右半球。
Fp区: 与人格、计划和解决问题等高级认知功能相关。
F区: 运动区、supplementary运动区,控制身体运动。
C区: 感觉运动皮层,处理躯体感觉和运动信息。
P区: 与知觉整合、注意力、语言等功能相关。
T区: 听觉理解区、记忆区。
O区: 主要负责视觉加工。
4.1 自发脑电
大脑在日常活动中自然产生的脑电信号,在头皮测量时,振幅约为100μV,在大脑表面测量时,约为12mV,信号的频率在150Hz。
4.2.诱发脑电
诱发脑电是大脑在接受到刺激时产生的脑电信号,刺激可以是声音刺激,图像刺激,视频刺激,电刺激等等,如稳态视觉诱发电位(SSVEP)。
稳态视觉诱发电位(Steady state visually evoked potential, SSVEP):
当视网膜接收到 3.5Hz 至 75Hz 的视觉刺激,大脑会产生和视觉刺激相同频率或倍数频率的电气活动。
事件相关电位(event-related potential,ERP):
在物理或者心理事件发生时,脑电信号在时间上的波动。
4 .3. 单个神经元活动
脑功能区根据空间位置,大脑皮层被分为几个叶。每个叶是空间上连通的一部分皮层。以下列出的是这些分区的名称及目前学术界所认为的主要功能:
额叶:高级认知功能,比如学习、语言、决策、抽象思维、情绪等,自主运动的控制(参见运动皮层)。
顶叶:躯体感觉(参见体感皮层),空间信息处理,视觉信息和体感信息的整合。
颞叶:听觉(参见听觉皮层),嗅觉,高级视觉功能(例如物体识别),分辨左右,长期记忆。
枕叶:视觉处理(参见视觉皮层)
边缘系统:奖励学习和情感处理。
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