4.1.1 脑电发展历史
人类对脑电现象的认识始于19世纪末20世纪初。1875年,英国利物浦生理学教授Richard Caton在暴露的兔子和猴子大脑表面记录到与心跳或呼吸无关的电现象,该现象随着动物被麻醉或缺氧而改变,在动物死亡后消失。1890年,波兰生理学家Adolf Beck在兔子和狗的大脑自发电活动中发现了光刺激感官可以改变脑震荡节律的现象。随着动物脑电的发展,电生理仪器也在不断改进。1924年,德国生理学家Hans Berger记录了第一个人类的脑电图,明确描述了人脑电活动,并且将此命名为脑电图(electroencephalogram,EEG),这一发现是脑电发展的里程碑。但是当时电生理学家正在致力于研究末梢神经纤维的电活动,而对中枢神经系统少有涉及,因此Hans Berger观察到的EEG节律被大多数电生理学家认为是一种噪声。1934年,Adrian等研究并肯定了脑电信号的存在。Fisher和Lowenback首次发现了癫痫样尖峰。自此,脑电信号的存在得到了科学界一致认可。
关于脑电的大量研究带动了脑电信号记录装置的改进,脑电记录电极由最初的1个通道到现在普遍使用的16导、32导及64导,最多达到了512导,空间分辨率不断提高。随着脑电采集记录设备的发展,脑电图波形变得越来越精确但也更加复杂,微弱的脑电非常容易受到其他生理电信号的影响。最初简单的定性分析已经不足以支持在复杂多变的脑电信号中发现具有意义的信息。1932年,Dietch首次发表了采用傅里叶变换(Fourier transformation)进行脑电信号分析的文章。到20世纪六七十年代,计算机技术迅猛发展,人们开始利用数字信号处理技术定量分析脑电信号,使得脑电研究更具有客观性。
作为一种探索脑部活动的手段,脑电及其事件相关电位被广泛应用于神经科学、认知心理学、神经语言学、心理生理学等领域。1935年,Gibbs、Davis和Lennox描述了发作间期棘波和临床失神发作的三周期模式,开始了临床脑电的研究。1936年,英国的W.Gray Walter根据脑瘤患者慢波出现的位置,提出了对于脑瘤的脑电图定位方法,将脑电研究引入临床诊断。目前EEG记录主要应用于癫痫等神经疾病的辅助诊断。