撰文/张亚雯

在医院的神经科诊室里，医生将带有导线的电极贴满患者的头皮，仪器屏幕上随即跳动起起伏的波纹。这种看似科幻的场景，实则是现代医学中一项已沿用近百年的技术——脑电图（Electroencephalogram，EEG）。这项通过捕捉大脑电活动来窥探思维奥秘的检查手段，不仅是神经科医生的重要诊断工具，更是人类探索意识本质的窗口。

一、大脑电活动的起源：神经元编织的“电网”

大脑作为人体最复杂的器官，其工作原理至今仍是科学界未解的谜题。但已明确的是，大脑功能的实现依赖神经元之间的电信号传递。每个神经元如同一节微型电池，当受到刺激时，细胞膜上的离子通道会瞬间开放，钠离子如潮水般涌入细胞，产生约70毫伏的电位变化。这种电脉冲沿着神经元的轴突传递，通过突触跳跃到相邻神经元，形成复杂的神经回路。

当数百万神经元同步放电时，其电活动会突破颅骨和头皮的阻隔，在头皮表面形成微弱的电位差。这种由大脑自发产生的节律性电信号，如同心跳般持续存在，构成了脑电图记录的基础。健康成人的脑电波电压通常在10～100微伏。

二、捕捉思维波纹：脑电图记录的技术解密

脑电图仪的核心装置包括电极帽、放大器和记录系统。检查时，技师会在患者头皮涂抹导电膏，这种含有电解质的凝胶能降低皮肤阻抗，使电信号更顺畅地传递。按照国际通用的10-20系统，电极会被精准安置在特定解剖标志位置，如前额的Fp1/Fp2、耳后的O1/O2等，确保每次检查的可重复性。

放大器是脑电图仪的关键部件，它需要完成两项艰巨任务：首先将微伏级的脑电信号放大百万倍，同时过滤掉环境中的电磁干扰（如手机信号、日光灯闪烁）。现代数字脑电图仪采用高精度模数转换器，采样频率可达数千赫兹，能完整保留从0.5Hz到70Hz的脑电信号。

三、波形密码：不同频率的脑电语言

放大后的脑电波在屏幕上呈现为连续波动的曲线，经验丰富的神经科医生能从中解读大脑的实时状态。根据频率和振幅特征，脑电波被分为四大类。

α波（8～13Hz）：清醒闭目时的主导节律，如同大脑的“待机模式”，在枕叶区最为显著。当睁眼或受到外界刺激时，α波会瞬间衰减，这种现象被称为“α波阻断”。

β波（14～30Hz）：专注思考或解决问题时出现的高频低幅波，前额叶皮层活动增强时尤为明显。

θ波（4～7Hz）：困倦或浅睡眠阶段的特征波形，儿童或认知障碍患者清醒时也可能出现。

δ波（0.5～3Hz）：深度睡眠或严重脑损伤时的缓慢高幅波，与大脑皮层的广泛抑制相关。

四、临床应用：从癫痫诊断到意识研究

脑电图最重要的临床应用是癫痫诊断。癫痫发作时，异常放电的神经元会打破正常脑电节律，产生棘波、尖波等特征性波形。长程视频脑电图能同步记录患者行为，精确定位癫痫灶位置，为外科手术提供导航。

在重症监护室，持续脑电图监测可实时追踪脑功能变化。脑炎、脑外伤或心脏骤停后，特定的脑电模式能预示预后。麻醉监测领域，通过分析脑电波频率变化，可精确调控麻醉深度，避免药物过量。

随着神经科学的发展，脑电图正突破传统诊断范畴。睡眠医学中，多导睡眠监测通过分析脑电波、眼动和肌电信号，区分快速眼动期（REM）与非REM睡眠阶段。认知神经科学研究中，高密度脑电图结合源定位技术，能绘制思维活动在大脑皮层的三维分布图。

五、未来展望：脑机接口与智能诊断

人工智能的崛起为脑电图分析带来革命性变革。深度学习算法能自动识别异常脑电模式，将数小时的读图时间缩短至秒级。可穿戴脑电图设备已突破传统实验室限制，消费者级产品可实时监测疲劳度、注意力水平，甚至通过脑电波控制智能家居。

在脑机接口领域，基于脑电图的意向识别系统已能让瘫痪患者通过思维操控机械臂。虽然目前精度尚不及侵入式电极，但非侵入式的优势使其具有更广泛的应用前景。

六、结语：窥视思维之窗的永恒挑战

从1924年德国医生汉斯·伯格记录首份人类脑电图开始，这项技术已走过百年历程。尽管我们已能解码部分脑电密码，但大脑这个由860亿个神经元构成的“超级生物计算机”，仍隐藏着无数未解之谜。随着技术的进步，脑电图将继续作为神经科学的“显微镜”，带领我们探索意识的本质。

（作者单位：河北医科大学第三医院）