Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено с альфа-волн )
Перейти к навигации Перейти к поиску
Не путать с альфа-частицами .
Для видеоигры платформы 3D см. Alpha Waves .
Альфа-волны

Альфа-волны или альфа-ритм - это макроскопические нейронные колебания в частотном диапазоне 8–12 Гц [1], вероятно, происходящие из синхронной и когерентной ( синфазной или конструктивной) электрической активности клеток таламического водителя ритма у человека. Исторически их также называют «волнами Бергера» в честь Ганса Бергера , который впервые описал их, когда изобрел ЭЭГ в 1924 году [2].

Альфа-волны - это один из типов мозговых волн, обнаруживаемых электрофизиологическими и тесно связанными с ними методами, такими как электроэнцефалография (ЭЭГ) или магнитоэнцефалография (МЭГ), и их можно количественно оценить с помощью количественной электроэнцефалографии (кЭЭГ). Они могут регистрироваться преимущественно в затылочных долях во время бодрствования с закрытыми глазами и были самым ранним мозговым ритмом, зарегистрированным у людей. [3]Альфа-волны уменьшаются при открытых глазах, сонливости и сне. Исторически считалось, что они представляют активность зрительной коры головного мозга в состоянии покоя. В более поздних статьях утверждается, что они подавляют неиспользуемые области коры головного мозга или, наоборот, играют активную роль в координации сети и коммуникации. [4] Затылочные альфа-волны в периоды закрытых глаз - самые сильные сигналы мозга на ЭЭГ. [ необходима цитата ]

Альфа-подобный вариант, называемый мю-волной, можно найти над первичной моторной корой . [ необходима цитата ]

Исследование [ править ]

Возможные типы и происхождение [ править ]

Некоторые исследователи полагают, что существует по крайней мере две формы альфа-волн, которые могут выполнять разные функции в цикле бодрствования и сна.

Альфа-волны присутствуют на разных этапах цикла бодрствования и сна. Наиболее широко исследуется состояние расслабленного психического состояния, когда субъект находится в состоянии покоя с закрытыми глазами, но не устает и не спит. Эта альфа-активность сосредоточена в затылочной доле , хотя есть предположения, что она имеет таламическое происхождение. [5] Эта волна начинает появляться примерно в четыре месяца, и изначально имеет частоту 4 волны в секунду. Зрелая альфа-волна с частотой 10 волн в секунду становится устойчивой к 3 годам [6].

Второе проявление активности альфа-волн - это фаза быстрого сна . В отличие от бодрствующей формы альфа-активности, эта форма расположена во фронтально-центральной части мозга. Цель альфа-активности во время быстрого сна еще предстоит полностью понять. В настоящее время существуют аргументы в пользу того, что альфа-паттерны являются нормальной частью быстрого сна, и за то, что они указывают на период полувозбуждения. Было высказано предположение, что эта альфа-активность обратно пропорциональна давлению быстрого сна. [ необходима цитата ]

Издавна считалось, что альфа-волны указывают на период бодрствования во время сна. [ необходима цитата ] Это было приписано исследованиям, в которых субъекты сообщают о неосвежающем сне и имеют записи ЭЭГ, сообщающие о высоких уровнях вторжения альфа в сон. Это явление известно как вторжение альфа-волны. [7] Однако возможно, что эти объяснения могут вводить в заблуждение, поскольку они сосредоточены только на альфа-волнах, генерируемых затылочной долей. [ необходима цитата ]

Медитация [ править ]

Было показано, что медитация осознанности увеличивает мощность альфа-волн как у здоровых субъектов, так и у пациентов. [8] Практики Трансцендентальной Медитации продемонстрировали снижение частоты альфа-волн на один герц по сравнению с контролем. [9]

Вторжение альфа-волны [ править ]

Вторжение альфа-волны происходит, когда альфа-волны появляются во время сна без фазы быстрого сна, когда ожидается дельта-активность. Предполагается, что это связано с фибромиалгией с повышенной фазовой альфа-активностью сна, коррелирующей с клиническими проявлениями фибромиалгии, такими как более длительная боль. [10]

Несмотря на это, вторжение альфа-волн не было существенно связано с какими-либо серьезными нарушениями сна , включая синдром хронической усталости и большую депрессию . Однако он часто встречается у пациентов с хронической усталостью и может усиливать эффекты других нарушений сна. [11]

Прогноз ошибки [ править ]

Следуя этой мысли о невнимательности, недавнее исследование показало, что альфа-волны могут использоваться для предсказания ошибок. В нем МЭГ измеряли увеличение активности альфа-волн мозга на 25% до того, как произошли ошибки. В этом исследовании использовался здравый смысл: альфа-волны указывают на бездействие, а ошибки часто совершаются, когда человек что-то делает автоматически или «на автопилоте», не обращая внимания на выполняемую задачу. После того, как субъект заметил ошибку, альфа-волны уменьшились, поскольку субъект стал уделять больше внимания. Это исследование надеется продвинуть использование беспроводной технологии ЭЭГ на сотрудниках в областях повышенного риска, таких как управление воздушным движением, для мониторинга активности альфа-волн и измерения уровня внимания сотрудника. [12]

Измерение [ править ]

Артефакты ЭЭГ [ править ]

Как продемонстрировал доктор Адриан Р.М. Аптон, посторонние источники (колебания окружающей среды, обнаруженные с помощью холма Jell-O в экспериментах Аптона) могут вызывать появление сигналов на считывании ЭЭГ, в результате чего ложные сигналы интерпретируются как здоровые альфа-волны. . Это открытие предполагает, что возможно, что неплоская ЭЭГ может привести к интерпретации, что пациент все еще жив, хотя на самом деле он или она давно умер. [13]

Сесил Адамс из The Straight Dope обсуждает этот сценарий:

Иногда утверждают, что мозговые волны Jell-O идентичны мозговым волнам здорового взрослого человека. Это явно преувеличение, но показания Jell-O EEG действительно очень похожи на нормальный человеческий альфа-ритм. Альфа-волны наблюдаются, когда пациент бодрствует и отдыхает с закрытыми глазами, а также при некоторых видах сна и обратимой коме. Верно, волны Jell-O немного медленнее и имеют гораздо меньшую амплитуду, едва ли в пределах нормальных человеческих возможностей, но это само по себе мало что говорит вам. Гипоксия, энцефалит и другие заболевания могут вызывать снижение частоты и амплитуды, равно как и употребление наркотиков. [14]

История [ править ]

Образец ЭЭГ человека с выраженным альфа-ритмом в затылочных областях

Альфа-волны были обнаружены немецким неврологом Гансом Бергером , изобретателем самой ЭЭГ. Альфа-волны были одними из первых волн, задокументированных Бергером, наряду с бета-волнами , и он проявил интерес к «альфа-блокировке», процессу, с помощью которого альфа-волны уменьшаются и бета-волны увеличиваются при открытии глаз объектом. Это различие принесло альфа-волне альтернативное название «Волна Бергера». [ необходима цитата ]

Бергер взял пример с украинского физиолога Владимира Правдича-Неминского , который использовал струнный гальванометр.для создания фотографии электрической активности мозга собаки. Используя аналогичные методы, Бергер подтвердил наличие электрической активности в человеческом мозге. Сначала он сделал это, предъявив стимул больным пациентам с повреждением черепа и измерив электрическую активность их мозга. Позже он отказался от метода стимулов и начал измерять естественные ритмические электрические циклы в мозге. Первым естественным ритмом, который он задокументировал, был так называемый альфа-волна. Бергер был очень тщательным и скрупулезным в сборе данных, но, несмотря на его блестящие способности, он не чувствовал себя достаточно уверенно, чтобы опубликовать свои открытия, по крайней мере, через пять лет после того, как он их сделал. В 1929 году он опубликовал свои первые открытия об альфа-волнах в журнале Archiv für Psychiatrie.. Первоначально он был встречен насмешками за свою технику ЭЭГ и его последующие открытия альфа- и бета-волн. Его методика и открытия не получили широкого признания в психологическом сообществе до 1937 года, когда он получил одобрение известного физиолога лорда Адриана , который проявлял особый интерес к альфа-волнам. [15]

Альфа-волны снова получили признание в начале 1960-х и 1970-х годов с созданием теории биологической обратной связи, относящейся к мозговым волнам (см. Ниже). Такая биологическая обратная связь, называемая разновидностью нейробиоуправления, относящийся к альфа-волнам, - это сознательное воспроизведение альфа-волн мозга субъектом. Два исследователя в Соединенных Штатах исследовали эту концепцию с помощью несвязанных экспериментов. Джо Камия из Чикагского университета обнаружил, что некоторые люди обладают сознательной способностью распознавать, когда они создают альфа-волны, и могут увеличивать свою альфа-активность. Эти люди были мотивированы системой вознаграждений от Камия. Второй прародитель биологической обратной связи - Барри Стерман из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. Он работал с мониторингом мозговых волн у кошек и обнаружил, что, когда кошек обучили сдерживать двигательные движения, они испускали SMR, или mu, волны., волна, похожая на альфа-волны. Используя систему вознаграждения, он дополнительно обучил этих кошек легче входить в это состояние. Позже к нему обратились военно-воздушные силы США, чтобы проверить действие реактивного топлива, которое, как известно, вызывает судороги у людей. Стерман проверил действие этого топлива на ранее обученных кошках и обнаружил, что они обладают более высокой устойчивостью к припадкам, чем необученные кошки. [ необходима цитата ]

Альфа-волновая биологическая обратная связь вызывает интерес благодаря некоторым успехам в подавлении судорог и лечении депрессии у людей. [16]

Альфа-волны снова проявили интерес к инженерному подходу к научно-фантастической проблеме психокинеза, то есть к управлению движением физического объекта с использованием энергии, исходящей из человеческого мозга. В 1988 г. альфа-ритм ЭЭГ был использован в эксперименте по управлению движением физического объекта, робота, с интерфейсом мозг-компьютер . [17] [18] Это был первый эксперимент, демонстрирующий управление физическим объектом, роботом, с помощью ЭЭГ. [19] [20]

См. Также [ править ]

  • Бинауральные ритмы
  • EEGLAB
  • Нервные колебания  - мозговые волны, повторяющиеся паттерны нейронной активности в центральной нервной системе.
  • Набор инструментов нейрофизиологических биомаркеров
  • Волны PGO  - характерные волновые формы распространения активности между тремя ключевыми областями мозга: мостом, латеральным коленчатым ядром и затылочной долей.

Мозговые волны [ править ]

  • Дельта-волна - (0,5 - 3 Гц)
  • Тета-волна - (4-7 Гц)
  • Альфа-волна - (8-12 Гц)
  • Мю волна - (7,5 - 12,5 Гц)
  • Волна SMR - (12,5 - 15,5 Гц)
  • Бета-волна - (15-30 Гц)
  • Гамма-волна - (> 30 Гц)

Ссылки [ править ]

  1. ^ Фостер, JJ; Саттерер, DW; Серенс, Дж. Т.; Vogel, EK; Awh, E. (июль 2017 г.). «Колебания в альфа-диапазоне позволяют отслеживать с пространственным и временным разрешением скрытое пространственное внимание» . Психологическая наука . 28 (7): 929–941. DOI : 10.1177 / 0956797617699167 . PMC  5675530 . PMID  28537480 .
  2. ^ İnce, Rümeysa; Аданыр, Салиха Седа; Севмез, Фатьма (05.03.2020). «Изобретатель электроэнцефалографии (ЭЭГ): Ганс Бергер (1873–1941)» . Нервная система ребенка . DOI : 10.1007 / s00381-020-04564-z . ISSN 1433-0350 . 
  3. ^ Бергер, Ганс (1929-12-01). "Über das Elektrenkephalogramm des Menschen" . Archiv für Psychiatrie und Nervenkrankheiten (на немецком языке). 87 (1): 527–570. DOI : 10.1007 / BF01797193 . ISSN 1433-8491 . 
  4. ^ Palva S .; Палва JM (2007). «Новые возможности для колебаний в полосе частот a». Trends Neurosci . 30 (4): 150–158. DOI : 10.1016 / j.tins.2007.02.001 . PMID 17307258 . S2CID 9156592 .  
  5. ^ Domino EF; Ni LS; и другие. (2009). «Табакокурение вызывает повсеместное увеличение доминирующей альфа-частоты мозговых волн» . Международный журнал психофизиологии . 74 (3): 192–198. DOI : 10.1016 / j.ijpsycho.2009.08.011 . PMC 2788071 . PMID 19765621 .  
  6. Перейти ↑ Niedermeyer E (1997). «Альфа-ритмы как физиологические и аномальные явления». Международный журнал психофизиологии . 26 (1–3): 31–49. DOI : 10.1016 / s0167-8760 (97) 00754-X . PMID 9202993 . 
  7. ^ Целевая группа Аллас (1992). «Отчет ASDA о возбуждении ЭЭГ: правила подсчета очков и примеры» . Спать . 15 (2): 173–184. DOI : 10.1093 / сон / 15.2.173 .
  8. ^ Ломас Т, Ivtzan я, фу СН (2015). «Систематический обзор нейрофизиологии внимательности на колебаниях ЭЭГ». Неврология и биоповеденческие обзоры . 57 : 401–410. DOI : 10.1016 / j.neubiorev.2015.09.018 . PMID 26441373 . 
  9. ^ Cahn BR, Polich J (2006). «Состояния и черты медитации: исследования ЭЭГ, ERP и нейровизуализации». Психологический бюллетень . 132 (2): 180–211. DOI : 10.1037 / 0033-2909.132.2.180 . PMID 16536641 . 
  10. ^ Roizenblatt, S .; Молдофский, Х .; Бенедито-Силва, AA; Туфик, С. (январь 2001 г.). «Характеристики альфа-сна при фибромиалгии» . Артрит и ревматизм . 44 (1): 222–230. DOI : 10.1002 / 1529-0131 (200101) 44: 13.0.CO; 2-K . ISSN 0004-3591 . PMID 11212164 .  
  11. ^ Ману, Питер; Lane, Thomas J .; Matthews, Dale A .; Кастриотта, Ричард Дж .; Уотсон, Роберт К .; Абелес, Миха (1994). «Альфа-дельта-сон у пациентов с основной жалобой на хроническую усталость». Южный медицинский журнал . 87 (4): 465–470. DOI : 10.1097 / 00007611-199404000-00008 . PMID 8153772 . S2CID 21961157 .  
  12. ^ «Модели мозговых волн могут предсказывать грубые ошибки, новые результаты исследования» . Новости и информация Калифорнийского университета в Дэвисе . Кампус Калифорнийского университета в Дэвисе. 23 марта 2009 г.
  13. ^ JELL-0 ТЕСТ НАЙДИТ ЖИЗНЕННЫЙ СИГНАЛ , Бойс Ренсбергер, New York Times, 6 марта 1976 г.
  14. ^ "Можно ли обнаружить мозговые волны в известковом желе?" . directdope.com . 11 июня 2010 . Проверено 7 апреля 2018 года .
  15. ^ Karbowski K (2002). «Ганс Бергер (1873–194)». Журнал неврологии . 249 (8): 1130–1131. DOI : 10.1007 / s00415-002-0872-4 . PMID 12420722 . S2CID 32730261 .  
  16. ^ Ульрих Крафт. Тренируйте свой мозг - умственные упражнения с нейробиоуправлением могут облегчить симптомы синдрома дефицита внимания, эпилепсии и депрессии и даже улучшить познавательные способности в здоровом мозге. Scientific American. 2006 г.
  17. ^ С. Божиновский, М. Сестаков, Л. Божиновска: Использование альфа-ритма ЭЭГ для управления мобильным роботом, В Г. Харрис, К. Уокер (ред.) Proc. Ежегодная конференция IEEE Медико-биологического общества, стр. 1515-1516, Новый Орлеан, 1988 г.
  18. ^ С. Бозиновски: Управление траекторией мобильного робота: от фиксированных рельсов до прямого биоэлектрического управления, В О. Кайнак (ред.) Proc. Семинар IEEE по интеллектуальному управлению движением, стр. 63-67, Стамбул, 1990 г.
  19. ^ М. Лебедев: Увеличение сенсомоторных функций с помощью нервных протезов. Opera Medica и Physiologica. Vol. 2 (3): 211-227, 2016 г.
  20. ^ М. Лебедев, М. Николелис: Интерфейсы мозг-машина: от фундаментальной науки до нейропротезов и нейрореабилитации, Physiological Review 97: 737-867, 2017

Частоты бинауральных биений

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Brazier, MAB (1970), Электрическая активность нервной системы , Лондон: Pitman, PMID  14208567