第二章 文獻探討
第四節 腦電波的測量與分析
腦電波反應大腦皮質在不同狀態下的電生理變化，可以做為探索大腦功能的 解讀工具。由頭皮電極所測得的腦電波訊號，是很多神經元突觸後電位（excitatory postsynaptic potentials；EPSPs）和突觸後抑制性電位（inhibitory postsynaptic potentials；IPSPs）的總和，其基本型態是以頻率（frequency）和振幅（amplitude）
來表示，此種電位變化的振幅常在10-100μV範圍中（李嘉富、劉文健與江漢光，
1994)。
壹、腦電波的測量
一、頭皮電極
腦電波的測量，可以由置於頭皮的電極紀錄而得到，這些相當微弱的腦電波 訊號，經過放大器處理後，以週期性的波形呈現出來，就是腦電波。常用的腦波 測量方法，是採用國際10-20制（圖1，http://www.dls.ym.edu.tw/neuroscience/
1020_c.html）。國際10-20制系統的基礎是電極位置對應到下方大腦皮質層。圖中 每一點都有一個字母以及編號或搭配另一個字母來指出半剖面上的位置。字母F 代表額葉、T代表顳葉、C代表中央溝、P代表頂葉、O代表枕葉。偶數編號為右 邊半剖面，而奇數編號是指左半邊半剖面。字母z是一個放在中線的電極，同時 編號愈小表示與中線位置愈近。這21個電極均勻地貼於頭皮，每一個電極可以記 錄周圍幾億個大腦神經細胞所產生的電位差。
圖1 國際10-20制
二、組合範式（montage）
三、以腦電波頻率域的特徵分析
在不同的精神或工作狀態下，大腦會出現以不同頻段為主的腦電波：α波頻 率為8-13Hz，代表大腦皮質細胞暫時休息，處於蓄勢待發的狀態，是待命與準備 的腦波；β波頻率為13-30Hz，被視為是覺醒與專注的代表腦波，在大腦活動增加 或執行特定工作時，
相關的局部大腦皮質之β波會有增強的現象（
陳威宏，2004)。
θ 波頻率為4-8Hz，θ波與腦部邊緣系統有非常直接的關係，對於觸發深層記憶、強 化長期記憶(LTP)等幫助極大（張菀珍、葉榮木、蔡俊明、劉昀松，2010）。以 頻率域的特徵來分析腦電波的方式，是將一段連續的波段進行快速傅立業轉換（FFT）後，進行頻譜分析（spectral display），以腦電波的頻率為橫軸，腦 電波的功率（power）為縱軸，探討不同頻段腦電波的功率（power）表現。
綜合以上的文獻可知，圖形推理測驗和數值能力存在高相關，圖形推理測 驗得分愈高，表示高層次的複雜概念能力也就愈好，數值能力也愈好；而在大 腦執行數值能力等認知行為時，前額葉的β 波和頂葉的 θ 波則有局部增強的現 象。因此，本研究旨在討論國小高年級學生的圖形推理能力和腦電波之關係：
對於處在睜開眼睛以及身心安適（fitness well being）的狀態下，而且沒有從事 外界賦予的認知作業（task）之國小高年級學生，將學生的腦電波以頻率域的 定義（frequency-domain），分析前額葉β 波頻段和頂葉 θ 波頻段的腦電波功率，
探討腦電波的平均功率與圖形推理能力的關係。