脳波
波形を直接記録するものと、波形に何らかの加工を行って解析する方の2つに分けられる。
直接記録する方法はしばしば臨床検査として用いられる。 背景脳波(基礎律動)や突発活動(てんかん波形など)を観察する。各種のてんかん、ナルコレプシー、変性疾患、代謝性疾患、神経系の感染症、脳器質的疾患、意識障害、睡眠障害、精神疾患などの診断の補助・状態把握などに用いられる。
波形の加工の方法として、主なものに加算平均法、双極子推定法、周波数解析、コヒーレンス法、主成分分析、独立成分分析などがあり、一部は臨床でも用いられている。
前頭部間欠性律動性δ活動(FIRDA)に代表される律動性活動がある。かつては上部脳幹、間脳、視床正中部の病変による投射性リズムと考えられていた。近年は皮質および皮質下灰白質の病変が主な原因とされている。
このパターンの脳波が最もよく認められる。脳波所見と意識障害の程度が相関する。脳炎、代謝障害、中毒、低酸素の場合は脳幹網様体の直接障害により、占拠性病変の場合は脳圧亢進による二次的な網様体の機能異常でおこるとされている。
脳波の導出には、電極の配置位置、およびそれらの電極の組み合わせという要素が関わる。
例えば正中神経刺激を行うと、約20ms後に対側一次感覚野の神経細胞が反応する。この反応は、背景脳波に比べて電位がかなり小さいので直接波形を観察しても見分けることはできない。これを解決するために、正中神経刺激を複数回(100回など)繰り返し、刺激に時間を揃えて加算平均(average)すると、正中神経刺激に関連した電位変化のみ観察できる。これは背景脳波は電気刺激とは無関係にランダムに発生していると考えられるため複数回平均することで打ち消しあうことを利用したものである。
加算平均を応用した方法として、体性感覚誘発電位(SEP)、聴覚脳幹誘発電位(BAEP、ABR)、視覚誘発電位(VEP)、様々な事象関連電位、聴性脳幹反応などがある。
傍矢状焦点(一側大脳半球の内側)、基底部焦点(大脳半球の下面)、大脳内焦点などが知られている。
脳波を、意思伝達のほか、義手や機械、コンピューターを制御するブレイン・マシン・インタフェース(BMI)に利用する技術開発が進められており、一部の実験は成功している。筋萎縮性側索硬化症(ALS)や脳梗塞などで四肢の機能に障害を負った人のリハビリテーションや生活の補助への利用を目的としているが、脳への「不正アクセス」が可能になりかねないことへの懸念も指摘されている。
各所見に応じたてんかん発作型、あるいはてんかん症候群を示唆する。
出生から思春期の間は、脳波の基礎律動は概ね速波化していく。そして思春期から初老期まで基礎律動の周波数は殆ど変化がなく、初老期以降は概ね年齢とともに徐波化していく傾向がある。
広汎性に出現する不規則な徐波は半球性の白質および皮質を含む大きな病変で観察される。
2Hz以下で頂点間振幅が75μV以上の徐波(δ波)が、20%以上50%未満を占める段階である。かなり深い睡眠であり、よほど強い刺激でないと知覚されない。通常の脳波検査ではこの段階までいくのは稀である。第3段階と第4段階を合わせて徐波睡眠という。視床からの求心性入力が減少することで皮質が独立性をもち多形性のδ波を形成する。