脑电波的发现
既然大脑中存在着上百亿个神经元,每个神经元兴奋时都发生电活动,若是把大脑在活动时的电变化记录出来,那该是个什么样子呢?在今天产生这样一个想法是不奇怪的,但是第一个产生这种设想的就是很了不起的人。
第一个产生这种设想的人是德国著名的精神病学家勃格尔。
那是在20世纪20年代的初期,勃格尔由于他的工作职业的特点,接触过大量的精神病患者。他知道,任何的精神病患者,他们的大脑皮质一定发生了神经结构上或者是神经机能上的异常变化。勃格尔首先想到,神经元不管发生了什么样的变化,肯定在它们兴奋活动时,也会发生生物电方面的变化的。说不定,利用生物电方面的变化规律,还能够对患者进行精神病方面的诊断呢。
在那个时代,科学技术的进步发展也为脑电的记录创造了极为有利的条件。在物理学上,人们发明了电子放大器、电子记录仪等,电子管放大器足以能够把很微弱的电信号清晰地放大出来,电子记录仪也可以将微弱的电信号显示记录出来。也正是有了这样比较先进的电子仪器,当时科学界已经能够把人心脏活动时的电变化——心电图记录出来。
大胆的设想还需要大胆的实践来变成现实。1924年,勃格尔经过深思熟虑,开始把他的大胆设想迈入了大胆的尝试阶段。于是他在病人的头皮上刺入了两根针形白金丝电极,把电极的另一端输入到电子放大器,然后再输入到记录心电图的仪器中。
一开始,脑电的活动变化记录不出来。勃格尔茫然了:到底是没有脑电,还是记录仪器不够灵敏记录不出来?心电图上的电活动,电压一般都是毫伏级别的。当勃格尔把记录脑电的电压放大器进一步放大到微伏级别时,果然记录到了比较清晰的脑电波形!勃格尔为此欣喜若狂,设想中的事情终于被证实了。1929年勃格尔把他的记录结果写成了论文正式发表,这就是我们人类科学史上第一篇人脑电波论文的诞生过程。
对于真理,人们对它也总有一个认识过程,即使是最伟大的科学家也不能除外!
当时英国剑桥大学著名的神经生理学家、诺贝尔奖金获得者爱君恩对此持怀疑态度,他怀疑勃格尔记录到的可能是空中电波的干扰,也可能是电子仪器的“噪音”干扰影响,而不是脑电波。懂得电子的人们都知道,当将十分微弱的电信号放大到一定程度时,外界强大的干扰信号(噪音)往往会把需要记录的电子信号掩盖住,正像一个人微弱的说话声音可以被强大的鼓乐声掩盖住,使人听不到一样。说实话,爱君恩对勃格尔脑电波的怀疑也是很有道理的。
怀疑毕竟是怀疑,用事实说话还是最有分量的。世界第一流的科学家毕竟不会只相信自己的怀疑。1934年,爱君恩开始重复勃格尔的实验。他把受试者置于能够完全隔离电子干扰的实验室内进行脑电波的记录。爱君恩也记录到了与勃格尔同样的结果!自此,爱君恩正式承认了脑电波的客观存在,否定了过去对脑电波的怀疑。从此以后,脑电波的客观存在得到了人们的普遍公认。
后来,人们在刺激某个感受器或者这个感受器的传入神经时,发现在大脑皮质上的特定部位也可以记录到一种局部的电活动,因为这种大脑皮质上的电活动是靠刺激感受器或者传入神经后诱发产生的,所以科学家们把这种电位叫做诱发电位。诱发电位后来成为人们研究全身感觉在大脑皮质上定位的重要方法。
勃格尔和爱君恩记录到的脑电波,实际上是大脑皮质上的神经元在没有明显的外来刺激的情况下自动发生的,因此后来被称为自发电位,这也就是我们现在通常所说的脑电图。
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