脑电图（Electroencephalogram, EEG)

不是煎蛋的 EGG

是读脑的 EEG

神经反馈的“电流翻译官”

脑机接口的“信号灯塔”

它是大脑与世界的信使

无创、安全、百年不衰

这周的轻百科

3分钟带你看看它的百年简史！

01

电鱼?—电线缠头!—现代设备

在古代，人们发现某些电鱼可以治疗偏头痛：电和人体（大脑）之间首次建立了联系。公元前100年：希腊人发现琥珀中的生物电现象，称之为“电子”（静电现象）。1875 年， 理查德·卡顿博士 (Dr. Richard Caton) 发现，动物的心理活动会伴随大脑电活动的波动。

但直到1920年，汉斯·伯杰博士（Dr. Hans Berger）才得以测量并记录这种活动，我们如今所知的人类脑电图（EEG）由此诞生。伯杰首次识别出脑电波的类型：δ波、θ波、α波、β波和γ波。

汉斯·伯杰博士和他记录的脑波。

20世纪60年代末，约瑟夫·卡米亚（Joseph Kamiya）发现训练不同脑电波是可行的：他的团队通过每次出现α波时给予积极的言语强化，教会志愿者识别脑电图上的α波（9-12赫兹）。实验取得了成功，证明了所谓的学习循环，即当今神经反馈的基础：积极的言语鼓励可以强化参与者的α脑活动。人类和动物一样，能够控制自己的大脑活动。

最初的 EEG 设备不仅笨重，而且对患者并不友好：银丝电极要贴在头皮上，信号线缠绕，整套系统占满整张桌子。记录信号也只能靠旋转鼓纸和墨笔描线，操作繁琐。进入20世纪中后期，放大器、电极材质和信号处理技术不断进步，脑电图设备开始数字化、轻便化。医生可以更清晰地读取信号，脑波分类也更加细致。21世纪以来，EEG 设备才步入可穿戴时代。

最初的EEG设备。

02

EEG中感觉运动节律的发现

1968年，巴里·斯特曼博士进行了一项实验，证明感觉运动节律（12-15赫兹）可以减少猫的癫痫发作。他的团队想复制巴甫洛夫的研究，并训练猫的大脑。在第一个实验中，大约30只猫学会了按下笼子里的杠杆就能得到食物。

随后，斯特曼添加了一个声音信号：如果猫在声音响起时按下控制杆，它们就不会得到食物。它们必须等到声音结束才能按下控制杆获取食物。研究人员发现，在等待声音结束时，猫的精神状态发生了变化：它们一动不动，但大脑却保持警觉，等待信号结束。在脑电图 (EEG) 中，这被称为感觉运动节律，简称 SMR 波。

这些动物随后参与了第二项研究：不再使用杠杆，猫必须自己产生SMR频率才能获得食物。斯特曼大吃一惊！很快，这些猫科动物就能随意复制这些所需的频率。因此，可以通过脑电图观察来调节大脑及其功能。

他在条件反射实验之外也观察到，SMR波的增加改善了睡眠质量：猫不再感到压力或紧张。为什么？因为SMR波的增加增加了睡眠期间β主轴的强度：这使得猫能够获得深度且高质量的睡眠。

由于他的研究结果当时并未引起重视，他做了一项名为“去条件化”的“可逆”实验：他通过与之前相同的原理，降低了这些猫的SMR波和β主轴波。结果：这些猫的生理兴奋程度显著提高。从那时起，这不再是偶然的结果，也不是安慰剂的作用，而是条件作用的结果。

03

EEG与神经反馈的发展

EEG在神经反馈治疗潜力的初步发现将为许多与大脑失调相关的病理学研究开辟一个全新的领域，例如：

• 注意力缺陷障碍，伴或不伴多动症或注意力缺陷多动障碍。
• 学习障碍（阅读障碍、计算障碍等）。
• 1991 年起越南战争退伍军人的创伤后应激障碍。
• 老年人日后可能会出现的抑郁、成瘾或认知能力下降。

70年代和80年代，第一批常模数据库应运而生。这些数据库可以将每个人的脑电波与人群的常模样本进行比较，从而建立这些信号与各种症状（疲劳、注意力不集中、焦虑等）之间的联系。该领域的先驱包括弗兰克·达菲、罗伊·约翰和罗伯特·撒切尔等人。这些定量脑电图数据使我们能够获得激活状态下大脑皮层的总体拓扑图像，即脑图。

1989年，尤金·佩尼斯顿（Eugene Peniston）和保罗·库尔科斯基（Paul Kulkosky）为越战老兵制定了一套特定的神经反馈疗法（与贝塞尔·范德·科尔克（Bessel van der Kolk）博士的研究成果相结合），用于治疗创伤后应激障碍（PTSD）。他们的研究取得了成功，为心理创伤的治疗增添了神经反馈疗法的可能性。

与此同时，由于科技和计算机的快速发展，第一台计算机化的神经反馈设备应运而生。

功能性磁共振神经反馈疗法始于1995年，它能够提供非常高的脑部空间分辨率，但价格昂贵。它主要用于研究。

自2010年以来，针对神经反馈的对照研究开始增多，并制定了科学有效的方案。值得注意的是，Young及其同事（2017年）对抑郁症患者的杏仁核进行了一项随机、双盲、安慰剂对照研究。该研究表明，从第二次训练开始，积极进行神经反馈的受试者的抑郁症严重程度有所降低。

04

EEG 的未来：更小、更智能、更懂你

脑电图 EEG 正在走向一个更轻、更准、更智能的未来。随着电极材料、生物信号处理、人工智能算法的不断进步，传统的笨重设备正逐渐被无线化、可穿戴、甚至柔性贴片式脑电图系统所取代。未来的 EEG 设备，可能就像一枚额头上的创可贴，既不需要专业安装，也无需复杂校准。

而在信号解读层面，AI 的介入让 EEG 不再只是“记录”脑电波，而是能够“理解”脑波背后的意图与情绪——比如识别你是否正处于高度专注、情绪低落，甚至能预测疲劳驾驶、精神压力，成为真正的“认知助手”。

更远一点，在脑机接口领域，EEG 将不再仅是输入信号的载体，而可能成为实现双向沟通的基础媒介——不仅让大脑“控制”设备，还能让设备“反向反馈”信息给大脑，推动更自然的人机融合体验。

在可预见的将来，EEG 不再只是科学家的研究工具，而可能真正成为我们日常生活中理解大脑、管理大脑、与大脑互动的“神经接口”。

文章参考：https://neurofeedback-luxembourg.com/history-neurofeedback/

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