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EEG腦波揭開神秘面紗：如何捕捉大腦的電信號？
腦波電圖（EEG）是一種記錄大腦自發電活動的電圖方法。這項技術的非侵入性特質，使它成為神經科學及臨床醫療中不可或缺的工具。EEG能夠準確捕捉大腦神經元的電信號，並提供有關個體意識狀態及大腦功能的寶貴資訊。至今，EEG已廣泛應用於癲癇、睡眠障礙及其他各類神經疾病的診斷中。
EEG技術的發展及應用展示了大腦的運作方式，幫助我們深入了解人類的神經活動。
EEG的基本原理
EEG利用在頭皮上的電極來記錄神經元的電信號。這些信號反映了新皮層和舊皮層神經元的突觸後電位。電極依據國際10-20系統進行安裝，這使得EEG能夠在臨床和研究中提供一致的記錄。
EEG測量的是神經元活動所產生的電壓波動，這些活動會受到頭皮、頭骨及其他中介組織的影響，因此不同位置的電極能感測到不同的信號。通常而言，EEG特別能夠反映靠近電極的皮層神經元的活動，而距離較遠的深層結構如海馬體和視丘則難以被捕捉到。
EEG頻率範疇
健康成人的EEG會顯示出不同的波形，這些波形與個體的清醒程度有關。EEG的頻率範圍在1至30赫茲之間，各類波形包括：
- 阿爾法波（8-13 Hz）：與放鬆清醒狀態關聯，通常在頂葉和枕葉最為明顯。
- 貝塔波（13-30 Hz）：在高度腦力活動時出現，主要分布於額葉及其他區域。
- 西塔波（4-7 Hz）：通常出現在輕度睡眠狀態。
- 德爾塔波（0.5-4 Hz）：多見於深度睡眠。
EEG的多樣性不僅能識別不同的精神狀態，還能為研究認知科學和神經醫學提供新見解。
臨床應用
EEG是癲癇診斷的金標準，能檢測異常的電活動，如尖波及棘波，可用於確定癲癇類型及頻率。當EEG顯示異常活動時，這基本上確認了癲癇的存在。此外，EEG還能協助診斷睡眠障礙、腦死、以及在某些情況下預測病人如何恢復。
在癲癇監測單元（EMU），腦波電圖可以在病人發作時進行連續紀錄，這對於了解發作特徵及病灶區域至關重要。
腦波電圖的研究應用
EEG技術也在神經科學及認知研究中廣泛運用，尤其是在研究人類功能如吞嚥和其他神經心理過程時。該技術不僅限於臨床應用，亦成為認知科學中的重要工具。例如，通過分析事件相關電位（ERP），研究人員能夠探討大腦如何處理視覺或聽覺刺激。
EEG的應用範圍不斷擴展，其在神經機制研究中的價值正日益凸顯。
EEG的優缺點
相較於功能性磁共振成像（fMRI）、正子發射斷層掃描（PET）和其他方法，EEG具有許多優勢：成本較低、可及性高及高時間解析度，這使得EEG成為神經科學研究和臨床診斷中的重要工具。然而，其空間解析度較低，這意味著在大腦的特定區域識別信號時可能存在挑戰。
儘管EEG在測量和解析神經信號方面有其局限性，但科學家們對於如何克服這些障礙持續進行探索與研究。
結尾思考
無論EEG技術如何演進，它如何幫助我們更好地理解人類意識與行為的關聯仍然持續是科學研究的一大挑戰。這些電信號如何揭示我們內心的深層秘密呢？
