第二章 思维是一种波

第二章  思维是一种波

 

    信息到底如何在人体内传递的呢？有时真是“云深不知处，只因身在此山中”，墨默猜想，大脑的思维也是信息一种，思维是不断变动的波，它叫脑电波，脑电波是大脑思维的表现形式。

 

第一节  脑电波的分类

　　

    每个人身上都有磁场，但人思考的时候，磁场会发生改变，大脑形成一种生物电流通过磁场，而形成的东西，我就把它定位为“脑电波”，通过能量守恒，我们思考的越用力，形成的电波也就越强，于是也就能解释为什么大量的脑力劳动会导致比体力劳动更大的饥饿感。

　　生物电现象是生命活动的基本特征之一，无数的细胞就相当于一节节微型的小电池，是生物电的源泉。 因为人体的各个组织器官都是由细胞组成的。对脑来说，脑细胞就是脑内一个个“微小的发电站”。

　　我们的脑无时无刻不在产生脑电波。早在1857年，英国的一位青年生理科学工作者卡通（R.Caton）在兔脑和猴脑上记录到了脑电活动，并发表了“脑灰质电现象的研究”论文，但当时并没有引起重视。十五年后，贝克（A.Beck）再一次发表脑电波的论文，才掀起研究脑电现象的热潮，直至1924年德国的精神病学家贝格尔（H.Berger）才真正地记录到了人脑的脑电波，从此诞生了人的脑电图。

　　这是一些自发的有节律的神经电活动，其频率变动范围在每秒1－30次之间，可划分为四个波段，即δ（0.5－3Hz）、θ（4－7Hz）、α（8－13Hz）、β（14－30Hz）。

　　δ波，频率为每秒1－3次，当人在婴儿期或智力发育不成熟、成年人在极度疲劳和昏睡状态下，可出现这种波段。

　　θ波，频率为每秒4－7次，成年人在意愿受到挫折和抑郁时以及精神病患者这种波极为显著。但此波为少年（10－17岁）的脑电图中的主要成分。

　　α波，频率为每秒8－13次，平均数为10次左右，它是正常人脑电波的基本节律，如果没有外加的刺激，其频率是相当恒定的。人在清醒、安静并闭眼时该节律最为明显，睁开眼睛或接受其它刺激时，α波即刻消失。

　　β波，频率为每秒14－30次，当精神紧张和情绪激动或亢奋时出现此波，当人从睡梦中惊醒时，原来的慢波节律可立即被该节律所替代。

　　在人心情愉悦或静思冥想时，一直兴奋的β波、δ波或θ波此刻弱了下来，α波相对来说得到了强化，因为这种波形最接近右脑的脑电生物节律，于是人的灵感状态就出现了。

　　 

     一、α脑电波，轻松学习

　　到现在为止，我们讲述的大部分内容是属于逻辑性的，是“左脑”活动。但为了利用你右脑和潜意识的惊人力量，高效学习的真正钥匙可以用两个词来概括，即放松性警觉(relaxed alertness)。这种放松的心态是你每次开始学习时必须具备的。许多研究人员和教师相信，人们可以通过潜意识很好地学习大量信息。最适于与潜意识的脑电波活动是以8～13次/秒速度进行的，那就是α波。英国快速学习革新家科林·罗斯说：“这种脑电波以放松和沉思为特征，是你在其中幻想、施展想象力的大脑状态。它是一种放松性警觉状态，能促进灵感、加快资料收集、增强记忆。α波让你进入潜意识，而且由于你的自我形象主要在你的潜意识之中，因而它是进入潜意识唯一有效的途径。”

　　人一般是怎样取得那种状态呢？数以千计的人通过每天的静心或放松性活动、特别是深呼吸来取得。但是，越来越多的教师确信，几种音乐能更快、更容易地取得这些效果。韦伯指出：“某些类型的音乐节奏有助于放松身体、安抚呼吸、平静β波振颤，并引发极易于进行新信息学习的、舒缓的放松性警觉状态。”当然，正如电视和电台广告每天证实的那样，当音乐配以文字，许多种音乐能帮助你记住信息内容。但是研究人员现在已经发现，一些巴洛克音乐是快速提高学习的理想音乐，一部分原因是因为巴罗克音乐每分钟60～70拍的节奏与α脑电波一致。

　　技巧丰富的教师现在将这种音乐用作所有快速学习教学的一个重要组成部分。但对于自学者来说，眼前的意义是显而易见的，即当你晚上想要复习学习内容时，放恰当的音乐就会极大地增强你的回忆能力。α波也适合于开始每一次新的学习。很简单，在开始前，你当然得清理思路。将办公室的问题带到高尔夫球场上，你就打不好球，会心不在焉。学习也是如此。从高中法语课马上转上数学课，这会难于“换档”。但是花一会儿时间做做深呼吸运动，你就会开始放松。放一些轻松的音乐，闭上眼睛，想想你能想象到的最宁静的景象——你很快会进入放松性警觉状态，这一状态会更易于使信息“飘进”长期记忆之中。

　　因此可以说，α脑电波它可以通过冥想、放松、深呼吸等方法获得，而巴洛克音乐，是效果最快，最好的导出方式。因此，在我们的训练过程中，始终辅以轻快优雅的巴洛克音乐背景，既排除外界干扰，又可使大脑处于最佳学习状态，达到事半功倍的学习效果。

    二、睡眠中的生命波

    生理节律中大约1/3是行为静止的阶段，称为睡眠。我们对睡眠了解最多的是脑部的电活动。研究睡眠的方法学突破是在1937年，对睡眠者脑波活动以脑电图（EEG）形式记录技术的应用。EEG提供了在人们醒着或睡着或研究者通过分析EEG发现，在睡眠开始的时候脑波形式上发生变化，而在整个睡眠阶段表现出进一步系统的可预测的变化。睡眠研究中接下来的一个有意义的发现是在睡眠间以周期性的间隔出现的快速眼动睡眠（REM）。睡眠者不表现REM的时段称为非快速眼动睡眠（NREM）。接下来我们来看看REM和NREM睡眠对一夜中主要的活动之一——梦的意义。

     让我们跟踪你整夜的脑波。当你准备上床的时候，脑波记录的EEG是每秒14次（cps ）的周期活动。一旦你很舒服地躺在床上，开始放松，脑波慢下来到8-12cps。当你睡着了，进入睡眠周期，每个阶段都表现出不同的EEG模式。在睡眠阶段1，EEG表现的脑波是大约3-7 cps。在阶段2，EEG的特点是睡眠纺锤波，即12-16 cps，电活动斩瞬间脉冲。接下来的两个睡眠阶段（3和4），你进入很深的放松睡眠阶段。你的脑波慢到1-2 cps，呼吸和心率降低。最后阶段，脑的电活动增加：你的EEG很像阶段1和2所记录到的。这个阶段，你会经历REM睡眠，你将开始做梦（见图6.2）。(由于REM睡眠的EEG模式很像个体清醒时的模式,REM睡眠最初被称作矛盾睡眠。)在前4个睡眠阶段，即非快速眼动睡眠，一个周期是90分钟。REM睡眠持续10分钟。在整夜睡眠中，你会经历4-6次这种100分钟的周期（见图6.3）,每个周期里,你花在沉睡(阶段3和4)的时间都会减少,而在REM睡眠的时间会增加。在最后一个周期里你也许会花1个小时在REM睡眠上。NREM占整个睡眠时间的75%-80%，而REM睡眠则占睡眠时间的20%-25%。

    并非所有的个体都有同样的睡眠时间。尽管在人类有一个遗传的睡眠需要程序，但每个个体实际所获得的睡眠最受到意识行为的极大影响。人们以几种方式主动控制睡眠长度，如睡得晚些或使用闹钟。睡眠持续时间也受到生理节律的控制，即个体的睡觉时间影响睡眠持续的时间。只有你在整个星期，包括周末，都使你的上床和起床时间达到标准，才会获得足够的NREM和REM睡眠的量。这样，你花在床上的时间可能与你生理节律中的睡眠阶段相当接近。

    更有意思的是，在人的一生中会发生睡眠模式的戏剧性变化。刚来到这个世界上的时候，你开始是每天睡眠16个小时，将近一半是REM睡眠。到50岁的时候，你也许只睡6个小时，只有20分钟花在REM睡眠上。年轻人典型是7-8个小时，20%的时间是REM睡眠。《心理学与生活》

     三、濒死灵魂“出窍”实为脑电活动

　　新华社华盛顿8月12日电（记者 林小春） 感觉灵魂离开了躯体，漂浮到了空中……感觉自己进入一个尽头泛着白光的通道……不少拥有濒死体验的人都曾报告灵魂出窍的感觉。但美国一项新研究认为，这实际上只是脑电活动在“作怪”而已。

　　长期以来，濒死体验一直蒙着一层神秘的面纱，世界各地不同种族、不同文化的人都曾报告濒死体验。据统计，大约20%心脏骤停的幸存者报告在临床死亡期间见过白光并有灵魂出窍等感觉。

　　为研究濒死体验，美国密歇根大学研究人员在实验中诱发9只被麻醉的老鼠心脏骤停，同时记录它们的脑电活动。结果发现，这些老鼠在心脏骤停后的30秒内，其脑电活动激增，且具有与意识与视觉活动相关的特征。

　　这项研究论文12日刊登在美国《国家科学院学报》上。论文说，让研究人员感到惊讶的是，在濒死状态下，许多已知的与意识有关的脑电活动程度甚至超出清醒状态。这或许意味着“在临床死亡的早期阶段，大脑还能够组织良好的脑电活动”。此前科学界关于濒死大脑能否产生意识一直存在激烈争论，但主流观点是，心脏骤停后大脑就不再活动，无法再产生意识。

　　这项研究还对因窒息而濒死的老鼠大脑进行了观察，结果发现了与心脏骤停老鼠类似的脑电特征。研究第一作者、助理教授博尔吉金认为，这说明大脑缺氧或能刺激产生类似意识特征的大脑活动。

　　博尔吉金表示，这是第一个研究濒死大脑生理状态的动物实验，为将来研究人类在心脏骤停后看见白光等精神体验奠定了基础。

不过，对这一实验科学界也存在不同的声音。有专家表示，现在根本没证据表明这些老鼠在经历濒死体验。还有人表示，对“意识”这一词汇的定义至今存在争议，更不用谈动物是否有意识了。

 

第二节  脑电波与神经元电位的关系

 

     脑电波以的波形是一种近似于正弦波的电位变化，而与神经干上见到的动作电位不一样。应用微电极记录皮层神经元细胞内电位变化，见到皮层表面出现类似α波节律的电位变化时，细胞内记录到的突触后电位变化也出现节律相一致的改变（图10-48）。由此认为此层表现的电位变化主要是由突触后电位变化形成的，也就是说由细胞体和树突的电位变化形成的。可以设想，单一神经元的突触后电位变化是不足以引起皮层表面的电位改变的；必须有大量的神经组织同时发生突触后电位变化，才能同步起来引起皮层表面再现电位改变。从皮层的神经元组成来看，锥体细胞的分布排列比较整齐，其顶树突互相平行并垂直于皮层表面，因此其电活动在同步时易于总和而形成强大的电场，从而改变皮层表面的电位。

     图10-48 脑电图与皮层神经元细胞内电位记录的关系

     目前知道，大量皮层神经组织的放电活动同步总和必须依赖丘脑的功能。在动物实验中见到，当用中度麻醉时，即使没有其他感觉传入的刺激，皮层会出现每秒8-12次的自发脑电活动。这种脑电活动的波幅亦时大时小，并可以皮层广泛的区域内引出，因此这种脑电活动与人类脑电波中的α节律极相似。如果切断皮层与丘脑间的纤维联系，上述类似α波的电活动就大大减小。如用每秒8-12次节律性电来刺激丘脑非特异投射系统的一此神经核（如髓板内核群），则皮层上会出现每称8-12次的节律性脑电变化。这种变化的波幅亦时大时小，同时在皮层的空间分布也是广泛的，因此，从频率、波幅形状以及空间分布上来看，刺激丘脑非特投射系统所获得的脑电变化，与上述类似α波的自发脑电活动相一致。由此认为，某引起自发脑电形成的同步机制，就是皮层与丘脑非特异投射系统之间的交互作用；一定的同步节律的丘脑非特异投射系统的活动，促进了电层电活动的同步化。

     如果用每秒60次的节律性电来刺激丘脑非特异投射系统，则皮层上类似α波的自发脑电活动立即消失而转成快波。这可理解为高频刺激对同步化活动的扰乱，脑电出现了去同步化现象，快波的出现就是去同步化的结果。刺激脑干网状结构时引起的上行激动作用，一般也认为是其上行冲动扰乱了丘脑非特异投射系统与皮层之间同步化环节，脑电出现了激活状态，呈现了去同步化的快波。在人类脑电记录中所见到的α波阻断现象，事实上也是由同样机制引起的。

 

第三节 脑电图和脑诱发电位

 

    大脑皮层的神经元具有生物电活动，因此大脑皮层经常有持续的节律性电位改变，称为自发脑电活动。临床上在头皮用双极或单极记录法来观察皮层的电位变化，记录到的脑电波称为脑电图（图10-45）。在动物中将颅骨打开或以病人进行脑外科手术时，直接在皮层表面引导的电位变化，称为皮层电图。此外，在感觉传入冲动的激发下，脑的某一区域可以产较为局限的电位变化，称为脑诱发电位。

     图10-45 脑电图记录示意图

    无关电极放置在耳壳（R），由额叶（I）电极导出的脑电波振幅低，由枕叶（Ⅱ）导出的脑电波振幅高频率较慢。

    各种波都可在皮层的不同区域引得，但枕叶区域其α波活动比较显著，而β波在额叶与顶叶比较显著。有时，β波与α波同时在一个部位出现，而β波重合在α波的上面。人类α波在清醒、安静并闭眼时即出现。α波出现时，在枕叶部位最大，并可具有时大时小的变化；即波幅先由小逐渐变大，然后又由右面变小，接着又由小变大，如此反复，形成α波的梭形，每一梭形持续约1-2s。睁开眼睛或接受其他刺激时，α波立即消失而呈现快波，这一现象称为α波阻断，如果被试者又安静闭眼时，则α波又重现。在困倦时，一般可见θ波。成人清醒状态下，几乎是没有θ波的，但在睡眠期间皮层脑电图可出现δ波。如将睡者唤醒，δ波即转成快波。因此，一般认为快波是新皮层处在紧张活动状态时的主要脑电活动表现，α波是皮层处在安静状态时的主要表现，慢波是睡眠状态下的主要表现。在幼儿时期，脑电波频率比成人慢，一般常见到θ波，到10岁后才出现明确的α波；在婴儿时期，脑电波频率更慢，常见到δ波。此外δ波在成年人极度疲劳时及麻醉状态下也可出现。

    诱发电位是指感觉传入系统受刺激时，在中枢神经系统内引起的电位变化。受刺激的部位可以是感觉器官、感觉神经或感觉传导途径上的任何一点。但是广义地说，用其他刺激方法引起的中枢神经系统的电位变化，也可称为诱发电位。例如，直接刺激脊髓前根，冲动沿运动神经逆向传至脊髓前多角引起的电位变化，亦可称为诱发电位。

     大脑皮层诱发电位一般是指感觉传入系统受刺激时，在皮层上某一局限区域引出的电位变化；由于皮层随时在活动着并产生自发脑电波，因此诱发电位时常出现在自发脑电波的背景之上。在动物皮层相应的感觉区表面引起的诱发电位可分为两部分，一为主反应，另一为后发放（图10-49）。主反应出现的潜伏期是稳定不变的，为先正后负的电位变化。后发放尾随主反应之后，为一系列正相的周期电位变化。皮层诱发电位是用以寻找感觉投射部位的重要方法，在研究皮层功能定位方面起着重要的作用。

                图10-49家兔大脑皮层感觉运动区诱发电位

      上线：诱发电位记录，向下为正，向上为负

     下线：时间，50ms第一个向上小波为刺激桡浅神经记号，
     间隔10ms后即出现先正后负的主反应，再间隔100ms左右后，即相继出现正相波动的后发放诱发电位也可在人体头颅外头皮上记录到。由于记录电极离中枢较远，颅骨的电阻很大，记录到的电位变化极微弱；而且诱发电位夹杂在自发脑电之间，电位很难分辨。运用电子计算机将电位变化叠加、平均起来，能够使诱发电位显示出来，这种方法记录到的电位称为平均诱发电位（averaged evoked potential）。平均诱发电位目前已成为研究人类的感觉功能、神经系统疾病、行为和心理活动的一种手段。临床常用的有体感诱发电位、听觉诱发电位和视觉诱发电位几种。现简述体感诱发电位的引导方法和波形；刺激电极安放在上肢正中神经经过的皮肤表面（也可放在下肢的某一部位），记录电极放在颅顶靠近中央后回的头皮 表面，参考电极置于耳壳；记录到的标准波形如图10-50所示。图中的P9波起源于正中神经的第一级神经元；P11波可能起源于脑干或颈脊髓，因为丘脑以上中枢病变时，P11不受影响，而颈脊髓病变时P11消失；P13和P14波可能由脑干内侧丘脑活动所产生；N20波是一个负波，一般认为它来源于丘脑向皮层的投射或皮层感觉区，因为在丘脑病变时可使N20波消失，而N20波以前的电波成分不受影响。因此，通过体感诱发电位的记录和分析，有助于对患者中枢损伤位置的诊断。刺激正中神经，刺激标记为一段垂直线；在头顶正中部位记录诱发电位；P为正波，N为负波，右下数字表示该波的潜伏期（ms）。

 

                       图10-50　人的体感诱发电位

 

第四节  脑电波来源丘脑

 

     脑电波的节律来源于丘脑，科学家曾将动物大脑皮层与丘脑的联系切断，脑电波的节律消失，而丘脑的电节律活动仍然保持着。如果用8－13Hz的电脉冲刺激丘脑，在大脑皮层可出现类似α节律的脑电波。因此，正常脑电波的维持需要大脑与丘脑都要完好无损。

 

　　另外，大家都知道“电生磁，磁生电”的道理，也就是说，电场与磁场总是相伴而生的。既然人脑有生物电或电场的变化，那么肯定有磁场的存在。果然，科学家Cohen于1968年首次测到了脑磁场。由于人脑磁场比较微弱，加上地球磁场及其它磁场的干扰，必须有良好的磁屏蔽室和高灵敏度的测定仪才能测到。1971年，国外有人在磁屏蔽室内首次记录到了脑磁图。脑磁测量是一种无损伤的探测方法，可以确定不同的生理活动或心理状态下脑内产生兴奋性部位，无疑是检测脑疾病的有效方法之一。

     脑电波或脑电图是一种比较敏感的客观指标，不仅可以用于脑科学的基础理论研究，而且更重要的意义在于它的临床实践的应用，与人类的生命健康息息相关。（参考资料：摘自孙作东著《激活沉睡的脑》）

     

第五节   脑电波的特征

 

     墨默觉得脑电波是一种很微弱的生理电磁波，大脑思维时的脑电波有电磁波的所有物理现象，如：波长、频率、周期、干涉、衍射、能量等现象。脑电波还存在以下现象。

    在每秒1－30次之间的，可划分为四个波段，即δ（1－3Hz）幅度为20~200μV、θ（4－7Hz）幅度为5~20μV、α（8－13Hz）幅度为20~100μV、β（14－30Hz）100~150μV。

     （一）思维时是大脑中唯一的波型

    人们在思维时只有一个信息,也就是脑电波只是一个波形。

    （二）思维是跳跃的波

     为什么人的身体可以做几种事情，但是思维只有一个波型，那是因为人是跳跃思维的。有可能有时思考这件事,有可能思考那件事，思维从这种波形变成了那种波形。开着奔驰小车, 每4秒左右看着路况，想听着“春天里”的歌曲，用1秒钟打开播放器。吐子饿了，用2秒种将情人做的蛋糕放到嘴巴，一只手吃东西，一只手开车，脑子里还想着令外的美女倩影。为什么大脑可以让身体同时做这么多件事情，只有思维是跳跃式的。

     （三） 思维是繁杂而综合的脑电波

     由于脑电波具有电磁波的特征。脑电波容易出现干涉现象。如思维容易受身体内器官、外界环境、他人的话语、自身记忆的影响。