醫(yī)學(xué)電生理學(xué)第一頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期五

第一節(jié)中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)興奮和抑制的相互作用

人類(lèi)中樞神經(jīng)元數(shù)量巨大,神經(jīng)通路十分復(fù)雜。中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)信息加工的方式有許多種，其中興奮和抑制的相互作用是其主要方式。傳入神經(jīng)元與中樞神經(jīng)元之間、中樞內(nèi)神經(jīng)元與神經(jīng)元之間,以及傳出神經(jīng)元與效應(yīng)器細(xì)胞之間,都通過(guò)突觸(synapse)傳遞信息。傳出神經(jīng)元與效應(yīng)器細(xì)胞之間的突觸也稱(chēng)為接頭(junction)。

一、突觸傳遞

根據(jù)信息傳遞媒介物性質(zhì)的不同,突觸可分為化學(xué)性突觸(chemicalsynapse)和電突觸(electricalsyhapse)兩類(lèi),前者的信息傳遞媒介物是神經(jīng)遞質(zhì),而后者的信息傳遞媒介物則為局部電流。化學(xué)性突觸一般由突觸前成分、突觸間隙和突觸后成分三部分組成,根據(jù)突觸前、后成分之間有無(wú)緊密的解剖學(xué)關(guān)系,可分為定向突觸(directedsynapse)和非定向突觸(non-directedsynapse)兩種模式,前者末梢釋放的遞質(zhì)僅作用于范圍極為局限的突觸后成分,如經(jīng)典的突觸和神經(jīng)-骨髓肌接頭；后者末梢釋放的遞質(zhì)則可擴(kuò)散至距離較遠(yuǎn)和范圍較廣的突觸后成分,如神經(jīng)-心肌接頭和神經(jīng)-平滑肌接頭。第二頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期五

（一）

經(jīng)典的突觸傳遞

1.突觸傳遞的過(guò)程

當(dāng)突觸前神經(jīng)元的興奮傳到神經(jīng)末梢時(shí),突觸前膜發(fā)生去極化,當(dāng)去極化一定水平時(shí),前膜上電壓門(mén)控Ca2+

通道開(kāi)放,細(xì)胞外Ca2+進(jìn)入突觸前末梢內(nèi)。

Ca2++鈣調(diào)蛋白結(jié)合Ca2+-CaM復(fù)合物激活鈣調(diào)蛋白依賴(lài)的蛋白激酶Ⅱ突觸蛋白I發(fā)生磷酸化突觸小泡表面解離從而解除突觸蛋白I對(duì)突觸小泡與前膜融合和釋放遞質(zhì)的阻礙作用突觸小泡內(nèi)遞質(zhì)的量子式釋放。

第三頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期五

遞質(zhì)的釋放量與進(jìn)入神經(jīng)末梢內(nèi)的Ca2+量呈正相關(guān)。如果細(xì)胞外Ca2+

濃度增高,或Mg2+

濃度降低,遞質(zhì)釋放將增多,反之則遞質(zhì)釋放受到抑制。

遞質(zhì)釋放入突觸間隙后,經(jīng)擴(kuò)散抵達(dá)突觸后膜,作用于后膜上特異性受體或化學(xué)門(mén)控通道，引起后膜對(duì)某些離子通透性的改變,使某些帶電離子進(jìn)出后膜,突觸后膜即發(fā)生一定程度的去極化或超極化。這種發(fā)生在突觸后膜上的電位變化稱(chēng)為突觸后電位(postsynapticpotential)。第四頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期五2.突觸后電位

根據(jù)突觸后膜發(fā)生去極化或超極化,可將突觸后電位分為興奮性和抑制性突觸后電位兩種。此外,根據(jù)電位時(shí)程的長(zhǎng)短又可分為快、慢突觸后電位兩種。

快突觸后電位:

(1)興奮性突觸后電位:突觸后膜在遞質(zhì)作用下發(fā)生去極化,使該突觸后神經(jīng)元的興奮性升高,這種電位變化稱(chēng)為興奮性突觸后電位(excitatorypostsynapticpotential，EPSP)。

(2)抑制性突觸后電位:突觸后膜在遞質(zhì)作用下發(fā)生超極化,使該突觸后神經(jīng)元的興奮性下降,這種電位變化稱(chēng)為抑制性突觸后電位(inhibitorypostsynapticpotential,IPSP)。第五頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期五

慢突觸后電位:

在自主神經(jīng)節(jié)和大腦皮層的神經(jīng)元中常可記錄到慢EPSP和慢IPSP,其潛伏期通常為100~500ms,并可持續(xù)數(shù)秒鐘。一般認(rèn)為,慢EPSP由膜的K+電導(dǎo)降低所致,而慢IPSP則由K+電導(dǎo)增高而引起。此外,在交感神經(jīng)節(jié)的神經(jīng)元中還發(fā)現(xiàn)一種遲慢EPSP,其潛伏期為1~5s,持續(xù)時(shí)間可達(dá)10~30min。這種遲慢EPSP的形成可能部分由膜的K+電導(dǎo)降低所致。

慢突觸后電位的產(chǎn)生一般是由促代謝型受體介導(dǎo)，有胞內(nèi)地二信使得參與。由K+通道的關(guān)閉與開(kāi)放引起的，與不同的遞質(zhì)和受體有關(guān)，Ach激活毒覃堿受體（MR）能關(guān)閉這個(gè)K+通道，因而被稱(chēng)為M通道。目前已在自主神經(jīng)節(jié)、脊髓、海馬和大腦皮層發(fā)現(xiàn)了M通道，而且已經(jīng)克隆了M鉀通道的亞基的基因。慢突觸后電位一般不直接引起神經(jīng)元的興奮和抑制，但影響神經(jīng)元的興奮性，影響神經(jīng)元發(fā)放沖動(dòng)的頻率。

第六頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期五

慢突觸后電位通過(guò)影響興奮性突觸后電位的幅度，起調(diào)制突觸傳遞功效的作用。第七頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期五3.突觸后神經(jīng)元的興奮與抑制

由于一個(gè)突觸后神經(jīng)元常與多個(gè)突觸前神經(jīng)末梢構(gòu)成突觸,而產(chǎn)生的突觸后電位既有EPSP，也有IPSP,因此,突觸后神經(jīng)元胞體就好比是個(gè)整合器,

突觸后膜上電位改變的總趨勢(shì)取決于同時(shí)產(chǎn)生的EPSP和IPSP的代數(shù)和。當(dāng)總趨勢(shì)為超極化時(shí),突觸后神經(jīng)元表現(xiàn)為抑制；而當(dāng)突觸后膜去極化時(shí),則神經(jīng)元的興奮性升高,如去極化達(dá)閾電位,即可爆發(fā)動(dòng)作電位。

動(dòng)作電位首先發(fā)生在軸突始段。這是因?yàn)槭级屋^為細(xì)小，EPSP擴(kuò)布至該處引起的跨膜電流密度較大；更重要的是由于此處膜上電壓門(mén)控Na+

通道的密度較大,而在神經(jīng)元胞體和樹(shù)突膜上Na+通道的分布很少。在軸突始段爆發(fā)的動(dòng)作電位,可沿軸突擴(kuò)布至末梢而完成興奮傳導(dǎo)；也可逆向傳到胞體,其意義可能在于消除細(xì)胞此次興奮前不同程度的去極化或超極化,使其狀態(tài)得到一次刷新。第八頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期五

圖2-2-1興奮性突觸后電位(EPSP)和抑制性突觸后電位(IPSP)

A.電位記錄:圖中記錄電極插入支配股直肌(伸肌)的脊髓前角運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元胞體內(nèi),以適當(dāng)強(qiáng)度電剌激相應(yīng)的后根傳入纖維,在該運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元內(nèi)可記錄到EPSP,如果電極插入支配半膜肌(屈肌)的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元內(nèi),則可記錄到IPSP,黑色神經(jīng)元為抑制性中間神經(jīng)元；B.EPSP:在一定范圍內(nèi)加大剌激強(qiáng)度,EPSP的去極化程度隨之增大(上面三個(gè)記錄),當(dāng)去極化達(dá)到閾電位時(shí)，即可爆發(fā)動(dòng)作電位(最下面一個(gè)記錄),上線:神經(jīng)元胞內(nèi)電位記錄,下線:后根傳入神經(jīng)電位記錄；C.IPSP:當(dāng)剌激強(qiáng)度逐漸加大時(shí)，IPSP的超極化程度隨之增大(自上而下),上線:后根傳入神經(jīng)電位記錄，下線:神經(jīng)元胞內(nèi)電位記錄

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4.突觸傳遞的調(diào)節(jié)

突觸傳遞可受多種因素的調(diào)節(jié)。概括起來(lái)主要有對(duì)突觸前末梢遞質(zhì)釋放的調(diào)節(jié)和對(duì)突觸后膜受體的調(diào)節(jié)兩個(gè)方面。

(1)對(duì)突觸前末梢遞質(zhì)釋放的調(diào)節(jié):

①突觸前末梢遞質(zhì)的釋放量主要決定于進(jìn)入末梢的Ca2+量,凡是能影響Ca2+內(nèi)流的因素都可改變遞質(zhì)的釋放量。

②其次,突觸前膜上存在突觸前受體,它們可在某些神經(jīng)調(diào)質(zhì)或神經(jīng)遞質(zhì)的作用下改變突觸前膜對(duì)遞質(zhì)釋放的量。

③此外,突觸前膜還能通過(guò)加速或減慢對(duì)所釋放遞質(zhì)的重?cái)z取和酶促代謝過(guò)程來(lái)調(diào)節(jié)突觸傳遞效應(yīng)。

(2)對(duì)突觸后膜受體的調(diào)節(jié):

突觸后膜的受體在相應(yīng)的配體發(fā)生改變時(shí),其數(shù)量和與配體的親和力可發(fā)生改變,從而使突觸傳遞的效應(yīng)得到調(diào)節(jié)。第十頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期五

(二)非定向突觸傳遞

非定向突觸傳遞首先是在研究交感神經(jīng)對(duì)平滑肌和心肌的支配方式時(shí)發(fā)現(xiàn)的。

交感腎上腺素能神經(jīng)元軸突末梢有許多分支,在分支上形成串珠狀的膨大結(jié)構(gòu)，稱(chēng)為曲張?bào)w(varicosity)。曲張?bào)w外為雪旺氏細(xì)胞包裹，曲張?bào)w內(nèi)含有大量小而具有致密中心的突觸小泡，內(nèi)含有高濃度的去甲腎上腺素；但曲張?bào)w并不與突觸后成分形成經(jīng)典的突觸聯(lián)系,而是沿著分支位于突觸后成分的近旁。當(dāng)神經(jīng)沖動(dòng)到達(dá)曲張?bào)w時(shí),遞質(zhì)從曲張?bào)w釋放出來(lái),以擴(kuò)散方式到達(dá)突觸后成分上的受體，使突觸后成分發(fā)生反應(yīng)。這種模式也稱(chēng)為非突觸性化學(xué)傳遞(non-synapticchemicaltransmission)。

第十一頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期五

非定向突觸傳遞也存在于中樞神經(jīng)系統(tǒng)中。例如,在大腦皮層內(nèi)有直徑很細(xì)的無(wú)髓去甲腎上腺素能纖維,其末梢分支上有許多曲張?bào)w,這種曲張?bào)w絕大部分不與其相連接的神經(jīng)元形成經(jīng)典的突觸,而是形成非定向突觸。黑質(zhì)多巴胺能纖維也有許多曲張?bào)w,且絕大多數(shù)為非定向突觸傳遞。中樞5-HT能纖維也以這種模式進(jìn)行傳遞。由此看來(lái),單胺類(lèi)神經(jīng)纖維都能進(jìn)行非定向突觸傳遞。此外,非定向突觸傳遞還能在軸突末梢以外的部位進(jìn)行,如有的軸突膜能釋放乙酰膽堿,有的樹(shù)突膜能釋放多巴胺等。

第十二頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期五

與定向突觸傳遞相比,非定向突觸傳遞具有以下特點(diǎn):①突觸前成分和突觸后成分并非一一對(duì)應(yīng),且無(wú)特化的突觸前膜和后膜結(jié)構(gòu)；②曲張?bào)w與突觸后成分之間的距離一般大于20nm;③一個(gè)曲張?bào)w釋放的遞質(zhì)可作用于較多的突觸后成分,即作用部位較分散而無(wú)特定靶點(diǎn)；④遞質(zhì)擴(kuò)散的距離較遠(yuǎn),且遠(yuǎn)近不等,因此突觸傳遞時(shí)間較長(zhǎng)且長(zhǎng)短不一；⑤釋放的遞質(zhì)能否產(chǎn)生信息傳遞效應(yīng),取決于突觸后成分上有無(wú)相應(yīng)的受體。圖非定向突觸傳遞的結(jié)構(gòu)示意圖

第十三頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期五(三)電突觸傳遞

電突觸傳遞的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是縫隙連接(gapjunction)。在兩個(gè)神經(jīng)元緊密接觸的部位,兩層膜間隔有2～4nm,連接部位的細(xì)胞膜并不增厚,膜兩側(cè)近旁胞質(zhì)內(nèi)不存在突觸小泡,兩側(cè)膜上有溝通兩細(xì)胞胞質(zhì)的水相通道蛋白,它由12個(gè)亞單位組成,并圍成一個(gè)六瓣花瓣樣的孔道結(jié)構(gòu)。孔道允許帶電小離子和小于1.O~1.5kD或直徑小于1.Onm的小分子物質(zhì)通過(guò)。局部電流和EPSP也可以電緊張擴(kuò)布的形式從一個(gè)細(xì)胞傳遞給另一個(gè)細(xì)胞。電突觸無(wú)突觸前膜和后膜之分，一般為雙向性傳遞；又由于其低電阻性,因而傳遞速度快,幾乎不存在潛伏期。電突觸傳遞在中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)和視網(wǎng)膜上廣泛存在,主要發(fā)生在同類(lèi)神經(jīng)元之間,具有促進(jìn)神經(jīng)元同步化活動(dòng)的功能。第十四頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期五二、突觸傳遞抑制與易化

(一)中樞抑制

中樞抑制(centralinhibition)也是主動(dòng)的過(guò)程。在任何反射活動(dòng)中,反射中樞總是既有興奮又有抑制,正因?yàn)槿绱?反射活動(dòng)才得以協(xié)調(diào)進(jìn)行。中樞抑制可分為突觸后抑制(postsynapticinhibition)和突觸前抑制(presynapticinhibition)

兩類(lèi)。

1.突觸后抑制

哺乳類(lèi)動(dòng)物的突觸后抑制者是由抑制性中間神經(jīng)元釋放抑制性遞質(zhì),使突觸后神經(jīng)元產(chǎn)生IPSP,從而使突觸后神經(jīng)元發(fā)生抑制的。突觸后抑制有傳入側(cè)支性抑制和回返性抑制兩種形式。

(1)傳入側(cè)支性抑制:

傳人纖維進(jìn)入中樞,一方面通過(guò)突觸聯(lián)系興奮某一中樞神經(jīng)元；另一方面通過(guò)側(cè)支興奮一抑制性中間神經(jīng)元,再通過(guò)后者的活動(dòng)抑制另一中樞神經(jīng)元。這種抑制稱(chēng)為傳入側(cè)支性抑制(afferentcollateralinhibition)。

(2)回返性抑制:

中樞神經(jīng)元興奮時(shí),傳出沖動(dòng)沿軸突外傳,同時(shí)又經(jīng)軸突側(cè)支興奮一個(gè)抑制性中間神經(jīng)元,后者釋放抑制性遞質(zhì),反過(guò)來(lái)抑制原先發(fā)生興奮的神經(jīng)元及同一中樞的其他神經(jīng)元。這種抑制稱(chēng)為回返性抑制(recurrentinhibition)。

第十五頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期五

和脊髓運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的IPSP相比，腦神經(jīng)元的IPSP的主要特征是：

①反應(yīng)的振幅較大，這可能是由于抑制性突觸的分布主要在細(xì)胞外的周?chē)?/p>

②反應(yīng)的持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，通常超過(guò)100ms。

③反應(yīng)呈階梯或分級(jí)現(xiàn)象。在這些抑制性突觸后電位中，有時(shí)可區(qū)分出具有單元性質(zhì)的小的亞成分。

④皮層神經(jīng)元產(chǎn)生IPSP的離子機(jī)制沒(méi)有脊髓運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元那樣特異，在出現(xiàn)抑制性活動(dòng)時(shí)，皮層神經(jīng)元膜對(duì)范圍很廣的陰離子均有通透性，而不只是單對(duì)Cl-有通透性。

第十六頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期五

2.突觸前抑制

突觸前抑制(presynapticinhibition)

是在研究脊髓背表面電位、背根電位（DRP）、背根反射（DRR）的基礎(chǔ)上提出來(lái)的，但都和脊髓內(nèi)初級(jí)傳入去極化（PAD）有關(guān)?，F(xiàn)知廣泛地存在于腦的低級(jí)水平。如脊髓的初級(jí)傳入纖維的突觸轉(zhuǎn)換站。現(xiàn)已證明，楔核、丘腦的腹側(cè)基底核、外膝體感覺(jué)驛站以及許多腦感覺(jué)神經(jīng)的中繼站上都存在著突觸前抑制通路。用微電極在楔核的傳入纖維以及視束纖維的末端纖維內(nèi)記錄都能記到末端的去極化。因此，突觸前抑制不僅是傳入的有效控制機(jī)制之一，而且也直接影響著傳出效應(yīng)。

如圖所示,軸突末梢A與運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元構(gòu)成軸突-胞體式突觸;軸突末梢B與末梢A構(gòu)成軸突-軸突式突觸,但與運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元不直接形成突觸。若僅興奮末梢A,則引起運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元產(chǎn)生一定大小的EPSP；若僅興奮末梢B,則運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元不發(fā)生反應(yīng)。若末梢B先興奮,一定時(shí)間后末梢A興奮,則運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元產(chǎn)生的EPSP明顯減小。

第十七頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期五其機(jī)制是:

①末梢B興奮時(shí),釋放GABA作用于末梢A上的GABAA

受體,引起末梢A的Cl-電導(dǎo)增加,膜發(fā)生去極化,使傳到末梢A的動(dòng)作電位幅度變小,時(shí)程縮短,結(jié)果使進(jìn)入末梢A的Ca2+減少,由此而引起遞質(zhì)釋放也減少最終導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的EPSP減小。

②在某些軸突末梢上還存在GABAB

受體,該受體激活時(shí),通過(guò)增加第二信使IP3

和DG,使膜上K+通道開(kāi)放,引起K+外流,也將減少末梢A的Ca2+內(nèi)流而產(chǎn)生抑制效應(yīng)。

③此外,可能還有別的遞質(zhì)通過(guò)G蛋白影響Ca2+通道和K+通道的功能而介導(dǎo)突觸前抑制。第十八頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期五圖2-2-3觸前抑制和突觸前易化的神經(jīng)元聯(lián)系方式及機(jī)制示意圖A.神經(jīng)元聯(lián)系方式;B.機(jī)制詳見(jiàn)正文

第十九頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期五(二)中樞易化

中樞易化(Centralfacilitation)也可分為突觸后易化和突觸前易化。

突觸后易化(postsynaptic

facilitation)表現(xiàn)為EPSP的總和。由于突觸后膜的去極化,使膜電位靠近閾電位水平,如果在此基礎(chǔ)上再出現(xiàn)一個(gè)剌激,就較容易達(dá)到閾電位而爆發(fā)動(dòng)作電位。

腦內(nèi)經(jīng)過(guò)充分研究并且具有代表性的興奮性接頭是小腦的攀緣纖維與蒲傾野氏細(xì)胞樹(shù)突之間的興奮性接頭。刺激攀緣纖維可在蒲傾野氏細(xì)胞內(nèi)記到一去極化電位，即興奮性突觸后電位（EPSP）。其時(shí)程和脊髓運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元EPSP的時(shí)程相似，但比腦內(nèi)其它部位所記錄到的抑制性突觸后電位（IPSP）的時(shí)程要短得多。由攀緣纖維刺激所引起的EPSP是單元性的。當(dāng)單根攀緣纖維被激活后，EPSP的振幅為20-30mV。隨著刺激強(qiáng)度的增加，EPSP的振幅按比例地增大。腦神經(jīng)元興奮性突觸的另一個(gè)特征是頻率強(qiáng)化效應(yīng)，即重復(fù)刺激可使誘發(fā)的EPSP振幅有明顯的增大。這種強(qiáng)化效應(yīng)在海馬齒狀回的神經(jīng)元，紅核神經(jīng)元以及運(yùn)動(dòng)皮層的大錐體細(xì)胞體上都能被觀察到。

第二十頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期五

突觸前易化(presynapticfacilitation)與突觸前抑制具有同樣的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。在圖2-2-3中,如果到達(dá)末梢A的動(dòng)作電位時(shí)程延長(zhǎng),則Ca2+通道開(kāi)放的時(shí)間延長(zhǎng),因此進(jìn)入末梢A的Ca2+

數(shù)量增多,末梢A釋放遞質(zhì)增多,最終使突觸末梢釋放某種遞質(zhì)(如5-HT),引起細(xì)胞內(nèi)cAMP水平升高,使K+

通道發(fā)生磷酸化而關(guān)閉,從而延緩動(dòng)作電位的復(fù)極化過(guò)程。

第二十一頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期五(三)突觸傳遞的可塑性

突觸的可塑性(plasticity)是指突觸傳遞的功能可發(fā)生較長(zhǎng)時(shí)程的增強(qiáng)或減弱。這些改變?cè)谥袠猩窠?jīng)元的活動(dòng)中,尤其是腦的學(xué)習(xí)和記憶等高級(jí)功能中具有重要意義。突觸的可塑性有以下幾種形式。

1．強(qiáng)直后增強(qiáng):突觸前末梢在接受一短串強(qiáng)直性剌激后,突觸后電位發(fā)生明顯增強(qiáng)的現(xiàn)象稱(chēng)為強(qiáng)直后增強(qiáng)(posttetanicpottention)。強(qiáng)直后增強(qiáng)的持續(xù)時(shí)間可長(zhǎng)達(dá)60s之久。其機(jī)制是強(qiáng)直性刺激使Ca2+

在突觸前神經(jīng)元內(nèi)積累,以至于胞質(zhì)內(nèi)Ca2+

的結(jié)合位點(diǎn)全部被占據(jù)，細(xì)胞內(nèi)游離Ca2+

的濃度持續(xù)升高,使突觸前末梢持續(xù)釋放神經(jīng)遞質(zhì)，導(dǎo)致突觸后電位增強(qiáng)。

第二十二頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期五

2．習(xí)慣化和敏感化

當(dāng)重復(fù)給予較溫和的刺激時(shí),突觸對(duì)剌激的反應(yīng)逐漸減弱甚至消,這種可塑性稱(chēng)為習(xí)慣化(habituation)。習(xí)慣化是由于重復(fù)刺激使Ca2+

通道逐漸失活,Ca2+內(nèi)流減少,突觸前末梢遞質(zhì)釋放減少所致。習(xí)慣化可能是短時(shí)程的,但是，如果溫和的刺激多次重復(fù),其時(shí)程也可能延長(zhǎng)。

敏感化(sensitization)則表現(xiàn)為重復(fù)出現(xiàn)的較強(qiáng)的刺激(尤其是傷害性刺激)使突觸對(duì)刺激的反應(yīng)性增強(qiáng),傳遞效能增強(qiáng)。敏感化是由于激活了腺苷酸環(huán)化酶，c-AMP產(chǎn)生增多,Ca2+

內(nèi)流增加突觸前末梢遞質(zhì)釋放增多所致。第二十三頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期五第二十四頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期五

3．長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)和長(zhǎng)時(shí)程抑制

（1）長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)(long-termpotentiation，LTP)是突觸前神經(jīng)元受到短時(shí)間的快速重復(fù)性刺激,在突觸后神經(jīng)元快速形成的持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的突觸后電位增強(qiáng)。它類(lèi)似于強(qiáng)直后增強(qiáng),但持續(xù)時(shí)間要長(zhǎng)得多,最長(zhǎng)可達(dá)數(shù)天。它的形成機(jī)制也和強(qiáng)直后增強(qiáng)不同，是由突觸后神經(jīng)元胞質(zhì)內(nèi)Ca2+

增加(而不是突觸前神經(jīng)元胞質(zhì)內(nèi)Ca2+增加)而引起的。LTP可以在中樞許多部位尤其在海馬等與學(xué)習(xí)記憶有關(guān)的腦區(qū)發(fā)生，因此不少學(xué)者把它看做是學(xué)習(xí)與記憶的神經(jīng)基礎(chǔ)。

第二十五頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期五

圖海馬schaffer側(cè)支-CA1區(qū)突觸的LTP

A.海馬腦片上，刺激電極1為實(shí)驗(yàn)組，刺激電極2為對(duì)照組，安置在chaffer側(cè)支的不同部位上，記錄電極安置在CA1區(qū)細(xì)胞外，記錄集合電位；B.左：刺激電極1給予強(qiáng)直刺激前后，用單次測(cè)試刺激引起的CA1區(qū)集合電位，右：刺激電極2給予強(qiáng)直刺激后單次測(cè)試刺激引起的CA1區(qū)集合電位；C.每30s記錄的強(qiáng)直刺激前后突觸反應(yīng)的提高率（用電位斜率提高的百分率表示）

第二十六頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期五NMDAreceptor：N-甲基-D-門(mén)冬氨酸受體；Q/Kreceptor：也稱(chēng)非NMDA受體，或稱(chēng)AMPA受體（α-氨基-3-羥基-5-甲基-4-異唑丙酸受體）第二十七頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期五

圖HFS前與HFS后30min三組群體電位幅值變化

A.正常組B.模型組C.電針組

電針對(duì)海馬LTP的影響第二十八頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期五圖各組大鼠LTP斜率百分比的比較

Fig.SlopechangesofLTPindifferentgrouprats.銀杏酮酯對(duì)實(shí)驗(yàn)性衰老大鼠LTP的影響第二十九頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期五

（2）長(zhǎng)時(shí)程壓抑(long-termdepression,LTD)

則與LTP的情況相反，是指突觸傳遞效率的長(zhǎng)時(shí)程降低。已在海馬、小腦皮層和新皮層等腦區(qū)內(nèi)觀察到LTD的存在。LTD可能與LTP有相似的產(chǎn)生機(jī)制，都是由Ca2+進(jìn)入突觸后神經(jīng)元而引起，但不同的是產(chǎn)生LTD時(shí)僅有少量Ca2+內(nèi)流，神經(jīng)元僅發(fā)生輕度（＜20mV）去極化；而產(chǎn)生LTP時(shí)需要大量Ca2+內(nèi)流，去極化程度也大得多。LTD在不同部位的產(chǎn)生機(jī)制不盡相同。有關(guān)LTD詳細(xì)確切的生理學(xué)作用也有待于進(jìn)一步研究。第三十頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期五第三十一頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期五

第三節(jié)容積導(dǎo)體

中樞神經(jīng)系統(tǒng)是由大量的神經(jīng)細(xì)胞所組成，這些神經(jīng)細(xì)胞又都是浸浴在體液中。由于這些體液是有導(dǎo)電性能的電解質(zhì)，所以腦內(nèi)某些神經(jīng)元活動(dòng)而產(chǎn)生的電流變化，往往影響整個(gè)中樞神經(jīng)系統(tǒng)所發(fā)生的電變化，從而可以在整個(gè)容積導(dǎo)體的范圍內(nèi)引導(dǎo)到電反應(yīng)。反之，在某個(gè)部位記錄到的電變化，并不意味著電變化就發(fā)生在這個(gè)部位。例如腦電波可在頭皮上引導(dǎo)，但電位卻發(fā)生在顱內(nèi)。又如我們?cè)谒闹梢杂涗浀叫碾妶D，但心電圖卻發(fā)生在心臟內(nèi)。因此，要正確地了解腦及整個(gè)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的電現(xiàn)象，就必須首先掌握容積導(dǎo)體的原理。第三十二頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期五一、容積導(dǎo)體內(nèi)的電場(chǎng)分布

我們用一個(gè)培養(yǎng)皿，里面放導(dǎo)電溶液（鹽水），底下放一張坐標(biāo)紙，再放入兩根電極，分別聯(lián)于電池的正極和負(fù)極。當(dāng)電極和干電池接通后，整個(gè)導(dǎo)電溶液都有電流流過(guò)。電流流動(dòng)的方向如圖2-2-1中實(shí)線所示，即由正極流向負(fù)極。電流發(fā)出的部位（正極）稱(chēng)為電源；電流流入的部位（負(fù)極）稱(chēng)為電匯（或電穴）。虛線為等電位線

第三十三頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期五

根據(jù)以上原理，在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)注意下列幾個(gè)問(wèn)題：

1．單極引導(dǎo)時(shí)參考電極應(yīng)放在容積導(dǎo)體內(nèi)相對(duì)不活躍的部位，離電場(chǎng)越遠(yuǎn)越好，也就是放在活動(dòng)組織所產(chǎn)生的電場(chǎng)影響之外的部位（即零電位處）才能測(cè)出活動(dòng)點(diǎn)真正的電位絕對(duì)值。可是實(shí)際測(cè)量中絕對(duì)零電位點(diǎn)找不到，除非無(wú)窮遠(yuǎn)處，所以找個(gè)相對(duì)零電位處，如測(cè)量腦電等參考電極往往放于耳垂處。

2．用雙極引導(dǎo)法記錄，由于兩個(gè)記錄電極都放在組織活動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的電場(chǎng)當(dāng)中，所測(cè)得的電位只能表示兩電極之間的電位差。如果這兩個(gè)測(cè)試電極恰好放在同一等電位線上，則沒(méi)有電位差。兩個(gè)電極的相對(duì)位置越近，電位差也越小。雙極引導(dǎo)時(shí)電極間距離決定記錄電位的大小。

3．記錄電極距離產(chǎn)生電活動(dòng)的組織越近，則所記錄到的電位變化也越大。第三十四頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期五

二、神經(jīng)細(xì)胞在容積導(dǎo)體內(nèi)的電場(chǎng)分析

1．三相動(dòng)作電位

神經(jīng)沖動(dòng)在神經(jīng)纖維上傳導(dǎo)時(shí)是以局部電流的方式向前擴(kuò)布的。而正是沖動(dòng)所在的部位的電位比它的前方和后方均負(fù)（膜外），故為電匯，而前后兩側(cè)的靜息電位正，故為電源（分前源和后源）。那么形成的局部電流方向是從前源和后源同時(shí)流向沖動(dòng)部位。

如果假定神經(jīng)沖動(dòng)暫時(shí)停留在中間部位不動(dòng)，我們用單極引導(dǎo)法將記錄電極沿神經(jīng)沖動(dòng)附近測(cè)量，則可記錄到一個(gè)正、負(fù)、正的三相動(dòng)作電位，對(duì)應(yīng)于前源、電匯（沖動(dòng)部位），后源。事實(shí)上沖動(dòng)是不斷地移動(dòng)的，我們可以將記錄電極固定在電場(chǎng)中某一點(diǎn)上，當(dāng)神經(jīng)沖動(dòng)經(jīng)過(guò)時(shí)，將會(huì)記錄一個(gè)正、負(fù)、正的三相動(dòng)作電位。

第三十五頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期五2．影響容積導(dǎo)體所記錄的神經(jīng)動(dòng)作電位的因素

（1）記錄電極所在的部位對(duì)波形的影響。記錄電極放在神經(jīng)的不同部位，會(huì)影響電位的正負(fù)相和電位的大小。第三十六頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期五

（2）記錄電極與活動(dòng)組織之間的距離對(duì)幅度的影響。記錄電極離活動(dòng)組織（神經(jīng)）的距離愈近，則所記錄到的電位幅度愈大；反之，距離愈遠(yuǎn)，則電位幅度愈小。

第三十七頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期五

（3）單極引導(dǎo)或雙極引導(dǎo)對(duì)記錄電位的影響。真正的正電位與負(fù)電位只能用單極引導(dǎo)才能得到。

（4）電極的粗細(xì)與部位對(duì)記錄電位的影響。在一定范圍內(nèi)，電極愈細(xì)，記錄到的電位愈大。

（5）原動(dòng)力的大小。

第三十八頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期五

第三節(jié)大腦皮層電活動(dòng)的一般特性

一、單個(gè)皮層神經(jīng)元的電活動(dòng)

大腦皮層中的神經(jīng)元與其它神經(jīng)元一樣，它的基本電活動(dòng)包括細(xì)胞膜靜息電位，由再生式的電活動(dòng)所產(chǎn)生的神經(jīng)沖動(dòng)的傳導(dǎo)，在突觸傳遞過(guò)程中所產(chǎn)生的興奮性或抑制性突觸后電位。

除了上述三種電位之外，還有一種樹(shù)突電位，叫快速前電位。

第三十九頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期五

二、大腦皮層神經(jīng)元電活動(dòng)的特性

1．當(dāng)有傳入沖動(dòng)到達(dá)大腦皮層中某一個(gè)神經(jīng)元時(shí)，往往引起相繼的興奮性反應(yīng)或抑制性反應(yīng)。

2．皮層細(xì)胞的突觸后電位與脊髓運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的突觸后電位相比，時(shí)間過(guò)程較長(zhǎng)，超過(guò)用膜的時(shí)間常數(shù)可以解釋的程度。

3．大腦皮層神經(jīng)元的膜電位不穩(wěn)定，連續(xù)不斷地在波動(dòng)著，也就是在產(chǎn)生峰電位的閾值水平附近波動(dòng)著。因此會(huì)常產(chǎn)生連續(xù)不斷的沖動(dòng)發(fā)放。

4．“自發(fā)”放電的頻率在10-30次／秒，而大腦皮層神經(jīng)元的生理狀態(tài)往往是用它的發(fā)放頻率來(lái)表征的。

5．如果有傳入沖動(dòng)作用于大腦皮層的神經(jīng)細(xì)胞，即使突觸前纖維中只有單個(gè)傳入沖動(dòng)，皮層神經(jīng)元也往往是以一連串的發(fā)放為反應(yīng)的。

第四十頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期五大腦中的各種電位變化：1.恒電位2.慢電位3.自發(fā)腦電4.誘發(fā)腦電第四十一頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期五

第四節(jié)腦誘發(fā)電位

誘發(fā)電位是指人工的或自然的特異刺激所引起的中樞神經(jīng)系統(tǒng)的電位變化。它不同于自發(fā)電位。在感覺(jué)系統(tǒng)中，誘發(fā)電位是指感受器受刺激時(shí)在中樞內(nèi)所引起的電位變化。

誘發(fā)電位是研究中樞神經(jīng)系統(tǒng)機(jī)能的一項(xiàng)重要方法。由于人腦的結(jié)構(gòu)和功能極其復(fù)雜，然而要直接研究（如手術(shù)）人的大腦有許多困難，而誘發(fā)電位的方法給研究中樞神經(jīng)系統(tǒng)（尤其是人大腦）的結(jié)構(gòu)和功能提供了一個(gè)方便而有效的途徑。隨著電子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用對(duì)誘發(fā)電位研究非常深入，現(xiàn)已普遍應(yīng)用于臨床診斷。

誘發(fā)電位有多種分類(lèi)方法，臨床實(shí)用的分類(lèi)：

1.外源性的感覺(jué)與運(yùn)動(dòng)功能有關(guān)的刺激相關(guān)電位（SRP）

a.SEP(somatosensoryevokedpotential)

b.MEP(motorevokedpotential)。

2.內(nèi)源性的與認(rèn)知功能有關(guān)的事件相關(guān)電位（ERP）第四十二頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期五

一、誘發(fā)電位的定義

張香桐先生1959年給誘發(fā)電位下的定義是：

凡是對(duì)感覺(jué)器官、感覺(jué)神經(jīng)、感覺(jué)通路或與感覺(jué)系統(tǒng)的任何有關(guān)結(jié)構(gòu)進(jìn)行特定的刺激，因而在腦中任何部位產(chǎn)生可測(cè)出的電位變化，都叫做誘發(fā)電位。

如果更廣泛地說(shuō)，可以把誘發(fā)電位定義為：

凡是外加一種特定的刺激，作用于感覺(jué)系統(tǒng)或腦的某一部位，在給于刺激或除去刺激時(shí)引起中樞神經(jīng)系統(tǒng)中或在傳出的通路中產(chǎn)生可測(cè)出的任何電位變化，都稱(chēng)為誘發(fā)電位

第四十三頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期五誘發(fā)電位定義:

凡是外加一種或多種特定的刺激，作用于傳入、傳出途徑或中樞的某一部位，在給于刺激或除去刺激時(shí)引起中樞神經(jīng)系統(tǒng)中或在傳入、傳出的通路中產(chǎn)生可測(cè)出的任何電位變化，都稱(chēng)為誘發(fā)電位

第四十四頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期五二、誘發(fā)電位的分類(lèi)

誘發(fā)電位有多種分類(lèi)方法,為臨床實(shí)用起見(jiàn),一般將誘發(fā)電位分為兩大類(lèi):即外源性的與感覺(jué)或運(yùn)動(dòng)功能有關(guān)的剌激相關(guān)電位；內(nèi)源性的與認(rèn)知功能有關(guān)的事件相關(guān)電位。

(一)外源性剌激相關(guān)誘發(fā)電位

1.按剌激的類(lèi)型和模式分類(lèi)

(1)感覺(jué)誘發(fā)電位（sensoryvokedpotentials,SEPs）

①視覺(jué)誘發(fā)電位(visualevokedpotentials,VEPs)

②聽(tīng)覺(jué)誘發(fā)電位(auditoryevokedpotentials,AEPs)

③軀體感覺(jué)誘發(fā)電位(somatosensoryevokedpoptentiais,SEPs)

④嗅覺(jué)誘發(fā)電位(olfactoryevokedpoptentials，OEPs)

⑤味覺(jué)誘發(fā)電位(gustatoryevokedpotentials,GEPs)

(2)運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位(motorevokedpoptentials，MEPs):

根據(jù)采用的剌激器的不同分為電剌激MEP和磁剌激MEP。

第四十五頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期五2.按記錄電極距神經(jīng)發(fā)生源的遠(yuǎn)近分類(lèi):

（1）近場(chǎng)電位:如皮層電位、脊髓電位、外周神經(jīng)動(dòng)作電位、感受器電位、耳蝸電圖(EcochG)、視網(wǎng)膜電圖(ERG)等。

（2）遠(yuǎn)場(chǎng)電位:如腦干聽(tīng)覺(jué)誘發(fā)電位(BAEP)和SLSEP的某些成分等。

3.按Eps的發(fā)生源分類(lèi):

(1)皮層誘發(fā)電位:

由丘腦到皮層的電沖動(dòng)以及皮層的突觸電活動(dòng)所產(chǎn)生。

(2)皮層下電位:

包括腦干電位、脊髓電位等。

第四十六頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期五(二)內(nèi)源性事件相關(guān)電位

一般認(rèn)為ERPs與注意、識(shí)別、期待、比較、判斷、記憶和決斷等較高級(jí)認(rèn)知功能有關(guān)。根據(jù)其與認(rèn)知過(guò)程的關(guān)系分為三大類(lèi)。

(1)與啟動(dòng)方式有關(guān)的ERPs:

①啟動(dòng)與語(yǔ)言、文字有關(guān)的ERP(如N400)。②啟動(dòng)與oddballparadigm(后簡(jiǎn)稱(chēng)OB刺激系列)或新奇剌激等有關(guān)的ERP(如P300)。③其他ERP。

(2)與選擇和注意有關(guān)的ERPs:

①陰性相減波Nd(或陰性處理波PN)(選擇性注意)。②失匹配陰性波MMN(不注意/潛在性注意)。③其他。

(3)與準(zhǔn)備狀態(tài)和期待有關(guān)的ERPs:

①運(yùn)動(dòng)相關(guān)的ERPs。②伴隨負(fù)反應(yīng)(CNV)。③指令后負(fù)變化(PINV)。④其他。

第四十七頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期五第四十八頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期五第四十九頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期五

二、誘發(fā)電位的特性

誘發(fā)電位具有許多自發(fā)電位不曾有的特點(diǎn)。

1．潛伏期:（1）刺激引起的沖動(dòng)沿神經(jīng)傳導(dǎo)的速度；（2）刺激點(diǎn)與記錄點(diǎn)之間的距離；（3）傳導(dǎo)路經(jīng)中所經(jīng)歷的突觸數(shù)的多少；（4）突觸延擱的時(shí)間。

2．有一定的空間分布。某一特定刺激所引起的誘發(fā)電位，在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中有一定的空間分布。即只發(fā)生在一定的部位上。這是由解剖結(jié)構(gòu)所決定的。

3．有一定的反應(yīng)型式和重復(fù)性。對(duì)某種特定刺激所引起的誘發(fā)電位有一定的反應(yīng)型式。在不同的感覺(jué)系統(tǒng)中，反應(yīng)的型式是不同的。由于誘發(fā)電位具有一定的潛伏期，有一定的反應(yīng)型式和重復(fù)性，所以可以用平均迭加的辦法來(lái)處理。

4．誘發(fā)電位受非特異性因素影響較小。如情緒、心理活動(dòng)、環(huán)境、睡眠等各種因素對(duì)誘發(fā)電位的影響要比自發(fā)電位小得多。

第五十頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期五三、誘發(fā)電位的用途

盡管微電極技術(shù)可以研究單細(xì)胞的電活動(dòng)，或某些核團(tuán)（少數(shù)細(xì)胞）的電活動(dòng)，但同時(shí)研究的神經(jīng)元數(shù)量較少，要由此推測(cè)人的復(fù)雜的意識(shí)知識(shí)是很困難的，而且微電極不便用于人。所以誘發(fā)電位具有它獨(dú)特的地方。用無(wú)損傷的圓盤(pán)電極在人頭皮上可記錄到在特定的知覺(jué)或行為作業(yè)期間測(cè)定神經(jīng)元群的活動(dòng)。誘發(fā)電位為從人類(lèi)的意識(shí)知覺(jué)的精細(xì)測(cè)量和某些病理無(wú)損傷探查與動(dòng)物腦內(nèi)單細(xì)胞和感覺(jué)通路的記錄之間架起了聯(lián)系的橋梁。第五十一頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期五

1．利用誘發(fā)電位這樣一種手段，除了研究誘發(fā)電位本身的機(jī)制以外，還可以用誘發(fā)電位作指標(biāo)，揭示特定的腦活動(dòng)，如研究中樞神經(jīng)系統(tǒng)的興奮和抑制以及大腦皮層的機(jī)能定位等問(wèn)題。具體可用于下列研究：

（1）興奮傳導(dǎo)的路徑，研究機(jī)能解剖的問(wèn)題；

（2）興奮傳導(dǎo)到皮層或皮層下中樞的哪一部位，解決機(jī)能定位問(wèn)題；

（3）觀察興奮傳導(dǎo)的效率，即傳導(dǎo)速度及潛伏期等問(wèn)題，判定傳導(dǎo)途徑中是否有阻滯存在，可作病理檢查及診斷；

（4）沖動(dòng)受到加強(qiáng)還是減弱，即測(cè)定傳導(dǎo)途徑的機(jī)能狀態(tài)是興奮還是抑制；

（5）刺激所引起的電變化傳到中樞神經(jīng)系統(tǒng)的后果如何。

第五十二頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期五

2．給嬰幼兒的感覺(jué)功能測(cè)試提供一個(gè)客觀指標(biāo)，如檢查嬰兒的視覺(jué)發(fā)育情況。還有作參考嬰幼兒智力發(fā)育的客觀指標(biāo)。有人認(rèn)為有一種長(zhǎng)潛伏期的皮層聯(lián)合區(qū)的誘發(fā)電位與智力、學(xué)習(xí)有關(guān)。另外根據(jù)誘發(fā)電位的大小與潛伏期的長(zhǎng)短，可作為測(cè)定神經(jīng)系統(tǒng)的機(jī)能狀態(tài)，如傳導(dǎo)障礙、發(fā)育障礙、智力障礙等。

3．術(shù)中監(jiān)護(hù)，臨床常用于腦與脊髓等神經(jīng)系統(tǒng)手術(shù)過(guò)程的監(jiān)護(hù)。第五十三頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期五圖皮層誘發(fā)電位的記錄及波形A：描記方法示意圖B：波形，向下為正，向上為負(fù)第五十四頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期五四、誘發(fā)電位產(chǎn)生的可能機(jī)制

（一）主反應(yīng)的產(chǎn)生機(jī)制

大腦皮層誘發(fā)電位的主反應(yīng)組成是由:

1.突觸前成分主要是由突觸前纖維活動(dòng)所引起的電位變化

2.突觸后成分突觸后成分則為細(xì)胞體或樹(shù)突活動(dòng)的結(jié)果。

第五十五頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期五

根據(jù)容積導(dǎo)體的原理，在皮層表面可記錄到正相電位。這時(shí)對(duì)細(xì)胞體來(lái)說(shuō)，處于電源地位，因而引起膜電位的降低，相應(yīng)地引起興奮性的提高。如果有大量的來(lái)自中間神經(jīng)元的沖動(dòng)（或直接來(lái)自丘腦上行纖維的沖動(dòng)）同時(shí)作用于這一細(xì)胞的樹(shù)突上，那么這種電緊張作用總和的結(jié)果，就有可能使膜電位降低到一個(gè)臨界水平而引起發(fā)放（也可能是先從“始節(jié)”開(kāi)始發(fā)生沖動(dòng)，然后再引起細(xì)胞體產(chǎn)生發(fā)放）。這時(shí)細(xì)胞體為電匯而頂樹(shù)突為電源。又由于頂樹(shù)突的排列方向是一致的，所以產(chǎn)生了更大的電場(chǎng)，根據(jù)容積導(dǎo)體原理，在大腦皮層上就可以記錄到很大的正相電位。所以突觸后成分主要是錐體細(xì)胞的胞體引起興奮的結(jié)果。

第五十六頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期五關(guān)于負(fù)相電位的產(chǎn)生機(jī)制，推測(cè)有幾種可能性，但沒(méi)有定論。

一種是沖動(dòng)有可能沿頂樹(shù)突向上傳導(dǎo)。當(dāng)沖動(dòng)到達(dá)皮層表面時(shí)，皮層表面由電源轉(zhuǎn)變?yōu)殡妳R，電位轉(zhuǎn)成負(fù)相，由于沖動(dòng)在樹(shù)突上的傳導(dǎo)速度較軸突上慢（不超過(guò)2m／s），又因?yàn)闆_動(dòng)到達(dá)皮層表面時(shí)，樹(shù)突不斷分支，傳導(dǎo)速度更慢了，所以記錄到的是一個(gè)很慢的負(fù)電位變化。

出現(xiàn)負(fù)相電位的另一種可能性，是由于大腦皮層淺部的神經(jīng)細(xì)胞活動(dòng)的結(jié)果，總之負(fù)相的產(chǎn)生機(jī)制還可能有別的解釋。

第五十七頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期五

近年來(lái)用微電極作細(xì)胞內(nèi)記錄皮層細(xì)胞內(nèi)電變化的實(shí)驗(yàn)表明，皮層表面記錄的主反應(yīng)是一個(gè)正負(fù)波，與皮層深部細(xì)胞在開(kāi)始時(shí)期的去極化突觸后電位、同一細(xì)胞在后期的超級(jí)化突觸后電位、以及處于表層的神經(jīng)成分的較緩慢的去極化突觸后電位有關(guān)。位于皮層淺表的神經(jīng)成分的興奮性（去極化）突觸后電位，通常能使皮層表面記錄中出現(xiàn)負(fù)變化；位于皮層深部的神經(jīng)成分的興奮性突觸后電位，通常能使皮層表面記錄中出現(xiàn)正變化。神經(jīng)成分的抑制性（超極化）突觸后電位對(duì)皮層表面記錄的影響，則與上述情況相反。也就是說(shuō)，從大腦皮層表面上所記錄到的誘發(fā)電位中的正負(fù)相，主要取決于皮層內(nèi)神經(jīng)細(xì)胞上的EPSP或IPSP，以及該神經(jīng)細(xì)胞處于皮層的深淺程度。

第五十八頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期五

（二）后放電的產(chǎn)生機(jī)制

后放電是在主反應(yīng)以后出現(xiàn)的一種周期性波動(dòng)，但往往是單相的。產(chǎn)生機(jī)制有以下三種情況：

1．單個(gè)神經(jīng)元的重復(fù)發(fā)放，即神經(jīng)元本身的“自律性”活動(dòng)。用微電極插入細(xì)胞內(nèi)兼作刺激電極和記錄電極，可避免其它神經(jīng)元活動(dòng)參與的可能性。若給予單個(gè)刺激，可以引起好幾次發(fā)放。單細(xì)胞的重復(fù)放電是內(nèi)在的機(jī)制。可能是由于神經(jīng)細(xì)胞膜各部分的恢復(fù)極化（再極化）的速度不同所致。由于再極化速度不同，有可能在細(xì)胞上一個(gè)部分已經(jīng)極化了，而另一部位仍未極化，從而產(chǎn)生了局部電流，形成一個(gè)刺激，可使已極化的部分再去極化而發(fā)放沖動(dòng)。這樣可以往返進(jìn)行相互刺激，從而反復(fù)地發(fā)生沖動(dòng)發(fā)放。

2．神經(jīng)元“鏈”的活動(dòng)，這是一種局部的電位變化。有人認(rèn)為，腦的節(jié)律性活動(dòng)是由于神經(jīng)元之間形成了神經(jīng)元鏈所造成的。因?yàn)楫?dāng)一個(gè)神經(jīng)元受外來(lái)刺激而產(chǎn)生興奮沖動(dòng)后，可能通過(guò)中間神經(jīng)元的作用反過(guò)來(lái)又刺激它本身。這樣就可能通過(guò)反饋線路而形成一系列反復(fù)的自我刺激，從而產(chǎn)生周而復(fù)始的腦細(xì)胞發(fā)放現(xiàn)象。

第五十九頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期五

3．長(zhǎng)神經(jīng)元鏈的回復(fù)性周期放電。給動(dòng)物以聲、光等刺激，或以人工刺激皮層與丘腦間的循回線路中的任何一點(diǎn)，則在相應(yīng)的皮層區(qū)域可記錄到重復(fù)的后放電，且為周期性的，節(jié)律為8-12次／秒，間隔為50-150ms。這種重復(fù)放電的產(chǎn)生可能是由于大腦皮層與丘腦間的循回線路活動(dòng)的結(jié)果。

以上討論了大腦皮層的誘發(fā)電位。事實(shí)上，中樞神經(jīng)系統(tǒng)的任何部位均可引出誘發(fā)電位，各部位產(chǎn)生誘發(fā)電位的機(jī)制可能有所不同，這很大程度上取決于各部位的結(jié)構(gòu)狀況。皮層誘發(fā)電位不同于皮層下結(jié)構(gòu)的誘發(fā)電位，尤其是誘發(fā)電位中的突觸后成分變化大。一般說(shuō)來(lái)，皮層誘發(fā)電位的振幅大，主反應(yīng)中的突觸后成分明顯，后放電較多且持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)。

第六十頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期五五、誘發(fā)電位的分析

由于誘發(fā)電位有的非常微弱，僅0.1-1μV之間，而自發(fā)腦電波有50-100μV所以誘發(fā)電常常被自發(fā)腦電所淹沒(méi)。要分析誘發(fā)電信號(hào)，即要從很大的背景噪聲中檢出有用的信號(hào)是至關(guān)重要的問(wèn)題。

早期的工作總是讓動(dòng)物處于深度麻醉狀態(tài)，從而壓抑了自發(fā)信號(hào)，而把誘發(fā)信號(hào)顯露出來(lái)。但是深度麻醉終究不是正常的生理狀態(tài)，即使這樣，誘發(fā)信號(hào)還是很小。由于誘發(fā)電位具有一定的潛伏期，有一定的反應(yīng)型式且有重復(fù)性，而自發(fā)信號(hào)是隨機(jī)的，無(wú)潛伏期，無(wú)重復(fù)性。這就決定了可以采用迭加平均技術(shù)。常用計(jì)算機(jī)或迭加儀來(lái)實(shí)現(xiàn)。第六十一頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期五

在誘發(fā)電位的分析技術(shù)中有兩種方法：

1．瞬態(tài)信號(hào)平均就是刺激多次，每一次刺激的時(shí)間間隔足以使腦恢復(fù)到靜息狀態(tài)，腦的每一次反應(yīng)稱(chēng)一次瞬態(tài)誘發(fā)電位。僻如重復(fù)200次，即迭加200次，則在迭加儀上出現(xiàn)重復(fù)200次的平均瞬態(tài)誘發(fā)電位曲線。

2．穩(wěn)態(tài)誘發(fā)電位要在快速的重復(fù)刺激下，有連續(xù)的誘發(fā)電位，相連接而成一系列相同的電波，這種連續(xù)的誘發(fā)電位的頻率與感覺(jué)刺激頻率相同。由于在連續(xù)刺激之間，大腦來(lái)不及恢復(fù)，所以誘發(fā)的頻率與刺激頻率相同，用Fourier分析儀可將穩(wěn)態(tài)誘發(fā)電位從自發(fā)信號(hào)中提取出來(lái)。

影響誘發(fā)電位的因素有許多，如不同人的個(gè)體差異，在波形、潛伏期、幅度上不同；同一刺激在頭皮不同部位引導(dǎo)的波形不同：刺激的種類(lèi)和強(qiáng)度不同，波形各異；與精神狀態(tài)有關(guān)，如睜眼、閉眼、看書(shū)等不同狀態(tài)而不同：與年齡有關(guān)，小孩與大人有所差異等。第六十二頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期五第六十三頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期五

六、體感誘發(fā)電位（SEP）

用電脈沖刺激上肢正中神經(jīng)或尺神經(jīng)，下肢刺激腓總神經(jīng)。刺激電流約為數(shù)毫安。以引起拇指輕度抽動(dòng)為度，記錄電極置于頭皮相當(dāng)于皮層感覺(jué)運(yùn)動(dòng)區(qū)位置，無(wú)關(guān)電極置額部或乳突上?？捎洰?dāng)?shù)靡幌盗姓⒇?fù)波。SEP早成分（50ms內(nèi)）的波形恒定，峰潛時(shí)和波幅值比較集中（離散度?。?，左右對(duì)稱(chēng)，多次重復(fù)基本一致。早成分系丘腦特異性投射系統(tǒng)活動(dòng)聽(tīng)致，晚成分波形復(fù)雜。每個(gè)人的波數(shù)也不一致?？赡芘c非特異性投射系統(tǒng)活動(dòng)有關(guān)。頂葉皮層損害、內(nèi)囊損害、體感通路損害等SEP有特殊表現(xiàn)，有診斷價(jià)值。

第六十四頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期五七、聽(tīng)覺(jué)誘發(fā)電位（AEP）

以短聲刺激（60分貝）作為聽(tīng)覺(jué)刺激，電極置于頭頂及乳突可記錄出一系列波。其最初的7個(gè)波由聽(tīng)神經(jīng)電活動(dòng)及腦干（耳蝸核，上橄欖復(fù)合核，外側(cè)丘系，下丘，內(nèi)膝體等）活動(dòng)所引起，比較恒定。AEP主要用于腦干損害定位診斷，腦死亡判定，后顱凹手術(shù)及腦干手術(shù)的安全監(jiān)護(hù)（因AEP幾乎不受麻醉影響）。詳見(jiàn)第四章聽(tīng)覺(jué)電生理。第六十五頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期五八、視覺(jué)誘發(fā)電位（VEP）

用電視機(jī)屏顯示可轉(zhuǎn)變的黑白方格圖象，令受試者注視作為刺激，電極置于枕葉，在視覺(jué)通路有損害時(shí)VEP異常。VEP改變（如缺氧）較腦電更為靈敏，可作早期腦功能損害的靈敏指標(biāo)。

第六十六頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期五

第五節(jié)自發(fā)腦電波

在不給予任何刺激的情況下，腦內(nèi)還可以記錄到一些有節(jié)律性的電位波動(dòng)，在頭皮上記錄到的電波動(dòng)叫做腦電圖（EEG，Electroencephalogram）；在顱內(nèi)大腦皮層上記錄到的叫皮層電圖（即ECG，Electrocorticogram）。

一、正常人的腦電圖

腦電圖通常用許多電極同時(shí)放在頭皮表面上記錄的。國(guó)際上為統(tǒng)一電極的位置，曾定出一個(gè)“10-20系統(tǒng)”。

第六十七頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期五電極的導(dǎo)聯(lián)有三種形式：

（1）記錄每一對(duì)電極之間的電位差；

（2）記錄一個(gè)引導(dǎo)電極與一個(gè)參照電極之間的電位差，參照電極一般放于耳垂上；

（3）記錄一個(gè)引導(dǎo)電極與所有電極的平均點(diǎn)之間的電位差，不同的導(dǎo)聯(lián)所記錄到的腦電圖是不相同的。引出的電位變化必須經(jīng)過(guò)高倍放大后才可以記錄成腦電圖。

從頭皮上記錄到的腦電圖的幅度在50-200μV之間，腦電波的頻率在1-30Hz之間，可分為四個(gè)波段。各波段的腦電波在頻率、幅度、起源及所代表的腦機(jī)能活動(dòng)方面都各不相同。

第六十八頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期五

1．α節(jié)律頻率在8-13Hz,α節(jié)律與視覺(jué)活動(dòng)有關(guān)，在人α節(jié)律與意識(shí)，思考等高級(jí)活動(dòng)有關(guān)，所以在研究高級(jí)活動(dòng)時(shí)，常以α節(jié)律作指標(biāo)。

2．β節(jié)律頻率為每秒14-30次，在額葉最易出現(xiàn)。一般幅度不超過(guò)20μV。β節(jié)律與精神緊張及情緒激動(dòng)有關(guān)，興奮時(shí)出現(xiàn)β波。

3．θ節(jié)律頻率為4-7Hz，在頂葉、顳葉較明顯。θ波為少年的腦電圖中主要成分，如在成年人的腦電圖中出現(xiàn)θ波，就表示不正常。θ波的出現(xiàn)與精神狀態(tài)有關(guān)。在意愿受到挫折或抑郁時(shí)，易出現(xiàn)θ波，并可持續(xù)20～60秒之久。精神愉快時(shí)，θ波就消失。有些精神

病患者，θ波極為顯著。

4．δ節(jié)律頻率為1-3Hz，出現(xiàn)于顳葉與枕葉。在清醒的正常人中，一般記錄不到δ波，在成年人昏睡時(shí)，嬰兒或智力發(fā)育不成熟的人上，就可記錄到這種波段。

第六十九頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期五二、影響腦電波的因素

有許多因素影響腦電波的頻率、波幅和波形，主要有下列幾方面：

（一）精神狀態(tài)不同

腦電波節(jié)律不同在興奮狀態(tài)時(shí)，成人主要為20-25Hz的低幅快波，即β波；當(dāng)清醒而松弛時(shí)，則出現(xiàn)8-12Hz的α波；在欲睡時(shí)，α節(jié)律減少，幅度降低，出現(xiàn)θ波，完全入睡時(shí)，又出現(xiàn)14-16Hz的低幅快波；昏睡時(shí)又出現(xiàn)δ節(jié)律。由睡眠狀態(tài)轉(zhuǎn)入清醒時(shí)，腦電波也隨之變化。

中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)生抑制時(shí)，腦電波幅度降低，頻率減慢。所以在不同麻醉深度時(shí)，腦電波的類(lèi)型也不同。第七十頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期五圖示各種精神狀態(tài)下的腦電波。第一個(gè)是興奮狀態(tài)下，為β波；第二個(gè)是在靜息狀態(tài)下，則出現(xiàn)α波；第三個(gè)在瞌睡時(shí)出現(xiàn)θ波；第四個(gè)為睡眠時(shí)的腦電波，表現(xiàn)為δ節(jié)律中有β節(jié)律；最后一個(gè)是昏迷狀態(tài)下的腦電波，表現(xiàn)為δ節(jié)律。第七十一頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期五

(二)引導(dǎo)電極的部位不同

部位不同得到的腦電波的節(jié)律不同，在清醒的正常人頭上，α和β波是最基本的腦電節(jié)律，α節(jié)律在頂葉、顳葉、枕葉均可記錄到，但在枕葉最明顯；而β節(jié)律在額葉最容易出現(xiàn)。

圖表示在人的大腦皮層不同部位上記錄的皮層電圖，顯然在大腦皮層的不同部位記錄到的波的節(jié)律不同。

第七十二頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期五

（三）年齡不同，節(jié)律不同

初生嬰兒的腦電圖特征為各個(gè)區(qū)域都是連續(xù)的不規(guī)則的波動(dòng)，波幅低，節(jié)律不明顯，以后慢波逐漸增多。在幾個(gè)月以后才漸漸出現(xiàn)較快的活動(dòng)。一年以后才較固定，在10歲左右，α節(jié)律增加。所以嬰兒和兒童的腦電波的特征是δ節(jié)律和θ節(jié)律明顯。青年人與成年人相似，只是在額葉的θ節(jié)律略多些，波型穩(wěn)定性較差，成年人的腦電波幾乎全是α節(jié)律和β節(jié)律。到了老年，腦電節(jié)律又有變慢的趨勢(shì)。

（四）血液中CO2含量的影響

大腦皮層中的神經(jīng)細(xì)胞對(duì)CO2非常敏感。當(dāng)血液中的CO2降低到一定水平時(shí)，腦細(xì)胞的興奮性就升高，此時(shí)容易出現(xiàn)高頻發(fā)放，α節(jié)律消失，腦電波的幅度從50μV增加到500μV左右。因此臨床上常使精神病患者吸入CO2比例較多的氣體，使腦細(xì)胞的興奮性降低，病人安靜。

（五）血糖含量的影響

糖是腦組織中神經(jīng)細(xì)胞活動(dòng)的主要能量來(lái)源。由于腦組織沒(méi)有糖元貯備，所以血糖含量的改變，可很快的反映在腦電波上。血糖含量低時(shí)，慢波增多或占優(yōu)勢(shì)的頻率減低。

第七十三頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期五三、自發(fā)腦電波產(chǎn)主的神經(jīng)元機(jī)制

（一）產(chǎn)生節(jié)律性活動(dòng)的條件

1．同步化。大腦皮層是由許多神經(jīng)細(xì)胞所組成，從皮層表面記錄的電位是許多神經(jīng)細(xì)胞活動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的電場(chǎng)的總和。所以有節(jié)律性的腦電波是由許多神經(jīng)細(xì)胞同時(shí)發(fā)放和同時(shí)停止的結(jié)果。只有這樣，波幅才會(huì)很大，否則就會(huì)相互抵消，幅度很小，甚至記不出電變化。

2．神經(jīng)元的排列方向一致。產(chǎn)生腦電波節(jié)律性活動(dòng)的另一個(gè)條件是各神經(jīng)元的排列方向必須一致。因?yàn)椋绻麤_動(dòng)傳導(dǎo)方向不一致，則所產(chǎn)生的