Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Для медицинского синдрома см. Синдром Вольфа-Паркинсона-Уайта . Для телешоу см Delta Wave .

Дельта-волны, односекундный образец ЭЭГ (электроэнцефалографа)

Дельта-волны - это нейронные колебания высокой амплитуды с частотой от 0,5 до 4 герц . Дельта волна, как и другие волны мозга, может быть записана с электроэнцефалографией [1] (ЭЭГ) и, как правило , связаны с глубокой стадией 3 NREM сна, также известным как медленноволновая сон (SWS), а также помощь в характеризующей глубину спать.

Это снимок экрана пациента во время медленного сна (этап 3). ЭЭГ с высокой амплитудой выделена красным. Этот снимок экрана представляет 30-секундный период (30 секунд данных).

Предпосылки и история [ править ]

«Дельта волны» были впервые описаны в 1930 - х годах У. Грей Уолтер , который улучшен Hans Berger «s электроэнцефалографа машины (ЭЭГ) для обнаружения альфа и дельта - волн. Дельта-волны можно количественно определить с помощью количественной электроэнцефалографии .

Классификация и особенности [ править ]

Дельта-волны, как и все мозговые волны, можно обнаружить с помощью электроэнцефалографии (ЭЭГ). Первоначально дельта-волны определялись как имеющие частоту от 1 до 4 Гц , хотя более поздние классификации устанавливают границы между 0,5 и 2 Гц. Это самые медленные и самые высокие по амплитуде классически описанные мозговые волны, хотя недавние исследования описали более медленные (<0,1 Гц) колебания [2]. Дельта-волны начинают появляться на стадии 3 сна, но на стадии 4 почти вся спектральная активность определяется дельта-волнами. Сон стадии 3 определяется как имеющий менее 50% дельта-волновой активности, в то время как сон стадии 4 имеет более 50% дельта-волновой активности. Эти этапы недавно были объединены и теперь совместно именуемые стадииN3 Медленноволновой сон. [3] Во время N3 SWS дельта-волны составляют 20% или более записи ЭЭГ на этой стадии. [4] Дельта-волны встречаются у всех млекопитающих и, возможно, у всех животных.

Дельта-волны часто связаны с другим феноменом ЭЭГ, К-комплексом . Было показано, что K-комплексы непосредственно предшествуют дельта-волнам в медленноволновом сне. [5]

Дельта-волны также подразделяются на фронтальную (FIRDA), височную (TIRDA) и затылочную (OIRDA) прерывистую дельта-активность в зависимости от местоположения. [6]

Нейрофизиология [ править ]

Половые различия [ править ]

Было показано, что у самок больше активности дельта-волн, и это верно для большинства видов млекопитающих. Это несоответствие становится очевидным только в раннем взрослом возрасте (в возрасте от 30 до 40 лет у людей), при этом мужчины демонстрируют большее возрастное снижение активности дельта-волн, чем женщины. [7]

Локализация и биохимия мозга [ править ]

Дельта-волны могут возникать как в таламусе, так и в коре головного мозга. Считается, что когда они связаны с таламусом, они возникают в координации с ретикулярной формацией . [8] [9] Было показано , что в коре головного мозга супрахиазматические ядра регулируют дельта-волны, поскольку поражения в этой области вызывают нарушения в активности дельта-волн. Кроме того, дельта-волны демонстрируют латерализацию с преобладанием правого полушария во время сна. [10] Было показано, что дельта-волны частично опосредуются кальциевыми каналами Т-типа . [11] Во время дельта-волнового сна нейроны глобально подавляются гамма-аминомасляной кислотой (ГАМК). [12]

Дельта-активность стимулирует высвобождение нескольких гормонов, включая высвобождающий гормон гормона роста GHRH и пролактин (PRL). GHRH высвобождается из гипоталамуса , который, в свою очередь, стимулирует высвобождение гормона роста (GH) из гипофиза . Секреция (ПРЛ), которая тесно связана с (ГР), также регулируется гипофизом. Высвобождение тиреотропного гормона (ТТГ) снижается в ответ на передачу сигналов дельта-волны. [13]

Развитие [ править ]

Было показано, что младенцы проводят много времени в медленноволновом сне и, следовательно, имеют большую активность дельта-волн. Фактически, дельта-волны - преобладающие формы волн у младенцев. Анализ ЭЭГ новорожденного в бодрствовании показывает, что дельта-волновая активность преобладает в этом возрасте и все еще проявляется в ЭЭГ бодрствования пятилетних детей. [14] Дельта-волновая активность во время медленноволнового сна снижается в подростковом возрасте, при этом сообщается о падении примерно на 25% в возрасте от 11 до 14 лет. [15] Было показано, что дельта-волны уменьшаются на протяжении всей жизни, причем большая часть спада приходилась на середину сороковых годов. К 75 годам четвертая стадия сна и дельта-волны могут полностью отсутствовать. [16]В дополнение к снижению частоты дельта-волн во время медленноволнового сна у пожилых людей, частота временной дельта-волновой активности обычно наблюдается у пожилых людей, и частота также увеличивается с возрастом. [17]

Нарушения и беспорядки [ править ]

Региональная дельта-волновая активность, не связанная с медленным сном, была впервые описана W. Gray Walter , изучавшим опухоли полушария головного мозга . Нарушения дельта-волновой активности и медленного сна наблюдаются при широком спектре нарушений. В некоторых случаях может наблюдаться увеличение или уменьшение активности дельта-волн, в то время как другие могут проявляться как нарушения активности дельта-волн, например альфа-волны, присутствующие в спектре ЭЭГ. Нарушения дельта-волны могут возникать в результате физиологического повреждения, изменений в метаболизме питательных веществ, химических изменений или также могут быть идиопатическими. Нарушения дельта-активности наблюдаются у взрослых в состоянии интоксикации или делирия, а также у тех, у кого диагностированы различные неврологические расстройства, такие какдеменция или шизофрения . [18]

Временная низковольтная нерегулярная дельта-волна [ править ]

Временная низковольтная нерегулярная дельта-волновая активность обычно выявляется у пациентов с ишемическими заболеваниями головного мозга, особенно в сочетании с небольшими ишемическими поражениями, и считается признаком ранней стадии цереброваскулярного повреждения. [19]

Парасомнии [ править ]

Парасомния , категория нарушений сна , часто связана с нарушениями медленного сна. Ходьба во сне и разговоры во сне чаще всего происходят в периоды высокой активности дельта-волн. Также было показано, что у сонистов больше гиперсинхронная дельта-активность (HSD) по сравнению с общим временем, проведенным на стадиях 2, 3 и 4 сна, по сравнению со здоровыми людьми из контрольной группы. HSD означает наличие непрерывных высоковольтных (> 150 мкВ) дельта-волн, наблюдаемых на ЭЭГ во сне. [20] Парасомния, возникающая в глубоком фазе медленного сна, также включает страхи во сне и спутанное возбуждение.

Лишение сна [ править ]

Было показано, что полное лишение сна увеличивает активность дельта-волн во время восстановления сна [21], а также увеличивает гиперсинхронную дельта-активность. [20]

Болезнь Паркинсона [ править ]

Нарушения сна, а также деменция являются общими признаками болезни Паркинсона , и у пациентов с этим заболеванием наблюдается нарушение активности мозговых волн. Было показано, что препарат ротиготин , разработанный для лечения болезни Паркинсона, увеличивает мощность дельты и замедляет сон.

Шизофрения [ править ]

У людей, страдающих шизофренией, наблюдаются нарушенные паттерны ЭЭГ, и существует тесная связь между уменьшением дельта-волн во время глубокого сна и негативными симптомами, связанными с шизофренией. Было показано, что во время медленного сна (стадии 3 и 4) у шизофреников снижается активность дельта-волн, хотя также было показано, что дельта-волны увеличиваются в часы бодрствования при более тяжелых формах шизофрении. [22] Недавнее исследование показало, что доминирование правой фронтальной и центральной дельта-волны, наблюдаемое у здоровых людей, отсутствует у пациентов с шизофренией. Кроме того, отрицательная корреляция между активностью дельта-волн и возрастом также не наблюдается у больных шизофренией. [23]

Диабет и инсулинорезистентность [ править ]

Было показано, что нарушения медленного (дельта) сна повышают риск развития диабета II типа, возможно, из-за нарушений в выработке гормона роста, секретируемого гипофизом. Кроме того, гипогликемия, возникающая во время сна, также может нарушить активность дельта-волн. [24] Низковольтные нерегулярные дельта-волны также были обнаружены в левой височной доле пациентов с диабетом в 56% случаев (по сравнению с 14% в контрольной группе здоровых людей). [25] [26]

Фибромиалгия [ править ]

Пациенты, страдающие фибромиалгией, часто сообщают о неосвежающем сне. Исследование, проведенное в 1975 г. Moldovsky et al. показали, что дельта-волновая активность этих пациентов на 3-й и 4-й стадиях сна часто прерывалась альфа-волнами . Позже они показали, что лишение тела дельта-волновой активности сна также вызывает мышечно-скелетную боль и усталость . [27]

Алкоголизм [ править ]

Было показано, что алкоголизм вызывает сон с меньшим количеством медленноволнового сна и меньшей дельта-силой, при этом увеличивая стадию 1 и частоту быстрого сна как у мужчин, так и у женщин. Было показано, что при длительном злоупотреблении алкоголем влияние алкоголя на архитектуру сна и снижение дельта-активности сохраняется даже после длительных периодов воздержания. [28]

Височная эпилепсия [ править ]

Медленные волны, в том числе дельта-волны, связаны с судорожной активностью мозга. У. Грей Уолтер был первым человеком, который использовал дельта-волны от ЭЭГ для определения местонахождения опухолей мозга и поражений, вызывающих височную эпилепсию . [29] Нейробиоуправление было предложено в качестве лечения височной эпилепсии и теоретически действует для уменьшения несоответствующего вторжения дельта-волны, хотя клинические исследования в этой области были ограничены. [30]

Другие расстройства [ править ]

Другие расстройства, часто связанные с нарушением активности дельта-волн, включают:

  • Нарколепсия
  • Депрессия
  • Беспокойство
  • Обсессивно-компульсивное расстройство
  • Синдром дефицита внимания с гиперактивностью (СДВГ) и его три подтипа. [31]
  • Юношеский хронический артрит [32]
  • Синдром постуральной ортостатической тахикардии (PoTS) [33]
  • Синдром Элерса-Данлоса [34]

Сознание и сновидения [ править ]

Первоначально считалось, что сновидения возникают только во время сна с быстрым движением глаз, однако теперь известно, что сновидения могут возникать и во время медленноволнового сна. [ цитата необходима ] Дельта-волны и активность дельта-волн у большинства людей отмечены явно бессознательным состоянием и потерей физического сознания, а также «повторением информации».

Также предполагается, что активность дельта-волн помогает в формировании декларативной и явной памяти.[12]

Культурная и религиозная роль [ править ]

В Адвайта Веданте глубокий сон без сновидений сосуществует с бодрствованием и сновидениями в турии , что считается фоном более высокого состояния сознания. Если человек может оставаться в сознании или в состоянии глубокого сна без сновидений, состояние глубокого медитации (известное как «джаграт сушупти») считается достижимым. Это представление о парадоксальном сознании может быть связано с высокой корковой активностью, которая происходит во время дельта-сна.[35]

Фармакология [ править ]

В то время как большинство препаратов, влияющих на сон, стимулируют наступление сна или нарушают быстрый сон, было показано, что ряд химических веществ и лекарств изменяют активность дельта-волн.

  • Пептид , вызывающий дельта-сон , как следует из названия, индуцирует дельта-волновую активность ЭЭГ.
  • Алкоголь снижает активность дельта-волны SWS, тем самым ограничивая высвобождение гормона роста (GH) гипофизом. [36]
  • Мурамилпептид, мурамилдипептид (MDP, N-ацетилмурамил-L-аланил-D-изоглутамин), как было показано, увеличивает активность дельта-волн во время медленного сна. [37]
  • Препарат Габапентин , препарат, используемый для контроля эпилептических припадков, увеличивает активность дельта-волн и медленный сон у взрослых. [38]
  • Хотя снотворные, такие как золпидем, усиливают медленный сон, они не увеличивают активность дельта-волн, а вместо этого увеличивают активность веретена во время медленноволнового сна. [39]
  • Гамма-гидроксибутират (GHB) увеличивает дельта-медленный сон, а также уровень гормона роста (GH), связанного со сном. [39]
  • Введение высоких доз закиси азота связано с переходными медленными дельта-колебаниями большой амплитуды. [40]

Влияние диеты [ править ]

Было показано, что диеты с очень низким содержанием углеводов, такие как кетогенная диета , повышают уровень дельта-активности и медленный сон у здоровых людей. [41]

См. Также [ править ]

  • Пептид, вызывающий дельта-сон
  • Электроэнцефалография  - метод электрофизиологического мониторинга для регистрации электрической активности головного мозга.
  • К-комплекс
  • Сенсомоторный ритм  - колебательный холостой ритм синхронизированной электрической активности мозга.
  • медленный сон
  • Синдром Вольфа – Паркинсона – Уайта

Мозговые волны [ править ]

  • Дельта-волна - (0,1 - 4 Гц)
  • Тета-волна - (4-7 Гц)
  • Альфа-волна - (8-15 Гц)
  • Мю волна - (7,5 - 12,5 Гц)
  • Волна SMR - (12,5 - 15,5 Гц)
  • Бета-волна - (16 - 31 Гц)
  • Гамма-волна - (32 - 100 Гц)

Ссылки [ править ]

  1. ^ Уокер, Питер (1999). Словарь Чемберса по науке и технике . Эдинбург: Палаты. п. 312 . ISBN 0-550-14110-3.
  2. ^ Hiltunen T1, Kantola J, Abou Elseoud A, Lepola P, Suominen K, Starck T, Nikkinen J, Remes J, Tervonen O, Palva S, Kiviniemi V, Palva JM. (2014). «Инфра-медленные колебания ЭЭГ коррелируют с динамикой сети в состоянии покоя в фМРТ». [Статья]. Журнал неврологии , 34 (2): 356–362.
  3. ^ «Глоссарий. Ресурс отдела медицины сна Гарвардской медицинской школы, подготовленный в партнерстве с Образовательным фондом WGBH». Гарвардский университет. 2008. Проверено 11 марта 2009. «Классификация комбинированных стадий сна 3–4 в 1968 году была реклассифицирована в 2007 году как стадия N3».
  4. ^ Iber C, Ancoli-Israel S, Chesson A и Quan SF для Американской академии медицины сна. Руководство AASM по оценке сна и связанных с ним событий: правила, терминология и технические спецификации , 1-е изд .: Вестчестер, Иллинойс: Американская академия медицины сна, 2007.
  5. Перейти ↑ De Gennaro, L., Ferrara, M., & Bertini, M. (2000). «Спонтанный К-комплекс во время второй стадии сна: это« предвестник »дельта-волн?» [Статья]. Письма о неврологии , 291 (1), 41–43.
  6. ^ Brigo F (2011). «Прерывистые ритмические модели дельта-активности». Эпилепсия и поведение (обзор). 20 (2): 254–6. DOI : 10.1016 / j.yebeh.2010.11.009 . PMID 21276757 . 
  7. ↑ Ehlers, CL, и DJ Kupfer. (1997). «Сон: по-разному ли молодые взрослые мужчины и женщины стареют?». J Sleep Res . 6 (3): 211–15. DOI : 10.1046 / j.1365-2869.1997.00041.x . PMID 9358400 . CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  8. ^ Гросс, Ричард Э. (1992). Психология: наука о разуме и поведении . Лондон: Ходдер и Стоутон. С. 112–113. ISBN 0-340-56136-X.
  9. ^ Макует, П., Degueldre, К., Delfiore Г., Аэртс J., Петерс, JM, Люксен, А. и др. (1997). Функциональная нейроанатомия медленного сна человека. Журнал неврологии, 17 (8), 2807-2812.
  10. ^ Mistlberger, RE, Bergmann, БМ, и Rechtschaffen, А. (1987). ВЗАИМООТНОШЕНИЯ МЕЖДУ ДЛИНАМИ ЭПИЗОДОВ Бодрствования, ДЛИНАМИ ЭПИЗОДОВ НЕПРЕРЫВНОГО СНА И ЭЛЕКТРОЭНЦЕФАЛОГРАФИЧЕСКИМИ ДЕЛЬТА-ВОЛНАМИ У КРЫС С СУПРАХИАЗМАТИЧЕСКИМИ ПОВРЕЖДЕНИЯМИ ЯДЕР. [Статья]. Сон, 10 (1), 12-24.
  11. ^ Ли, Дж., Ким, Д., Шин, Х. Отсутствие дельта-волн и нарушения сна во время сна с небыстрым движением глаз у мышей, у которых отсутствует субъединица a1g кальциевых каналов Т-типа. PNAS; 101 (52): 18195-18199.
  12. ^ a b Хобсон, Дж., и Пейс-Шотт, Э. (2002). Когнитивная нейронаука сна: нейронные системы, сознание и обучение. Nature Reviews Neuroscience, 3 (9), 679-693.
  13. ^ Бранденбергер, Г. (2003). Ульрадиенский ритм сна: разнообразные отношения с гормонами гипофиза и надпочечников. Revue Neurologique, 159 (11), S5-S10.
  14. ^ Тейлор, Эрик; Раттер, Майкл (2002). Детская и подростковая психиатрия . Оксфорд: Blackwell Science. п. 162 . ISBN 0-632-05361-5.
  15. ^ "Изменения мозговых волн в реорганизации сигналов подросткового возраста в мозге" . ScienceDaily. 8 декабря 2006 . Проверено 24 марта 2008 года .
  16. ^ Колрейн, И.М., Кроули, К.Э., Николас, К.Л., Афифи, Л., Бейкер, Ф.К., Падилья, М., и др. (2010). Дельта-частотные отклики, вызванные сном, показывают линейное снижение амплитуды на протяжении всей жизни взрослого человека. [Статья]. Нейробиология старения, 31 (5), 874-883.
  17. ^ Инуи, Koji, Eishi Мотомура, Хироюки Kaige и Сен Nomura. «Медленные временные волны и цереброваскулярные заболевания - Инуи - 2008 - Психиатрия и клиническая неврология». Психиатрия и клинические неврологии 55.5 (2001): 525–31. Интернет-библиотека Wiley. Интернет. 29 ноября 2010 г.
  18. ^ Хейлз, Роберт Э .; Юдофски, Стюарт С. (2007). Американский психиатрический учебник нейропсихиатрии и поведенческой нейронауки, пятое издание (Американский учебник психиатрической прессы по нейропсихиатрии) . ISBN American Psychiatric Publishing, Inc. 978-1-58562-239-9.
  19. ^ Инуи, Koji, Hozumi Кавамото, Масахико Кавакита, Kazuhisa Вако, Хиромичи Накашима, Масанори Kamihara и Дзюнъити Nomura. «Временная дельта-волна и ишемические поражения на МРТ». Психиатрия и клиническая неврология 48.4 (1994): 891–98. Распечатать.
  20. ^ а б Пилон М; Задра А; Joncas S et al. Гиперсинхронные дельта-волны и сомнамбулизм: топография мозга и эффект депривации сна. СОН 2006; 29 (1): 77–84.
  21. Перейти ↑ Feinberg, I., T. Baker, R. Leder, and JD March. «Реакция дельта (0-3 Гц) ЭЭГ и плотности движения глаз на ночь со 100 минутами сна». Sleep 11.5 (1988): 473–87. Распечатать.
  22. ^ Алфимов, М., & Уварова, LG (2007). Изменения спектральной мощности ЭЭГ при восприятии нейтральных и эмоционально значимых слов у больных шизофренией, их родственников и здоровых людей из общей популяции. [Статья]. Журнал Высшей Нервной Деятельности Имени И.П. Павлова, 57 (4), 426-436.
  23. ^ Секимото, М. и др., Кортикальные региональные различия дельта-волн во время ночного сна при шизофрении, Schizophr. Res. (2010), DOI : 10.1016 / j.schres.2010.11.003
  24. ^ Абделькарим, TH, Westin, Т., Romaker, А., и Гириш, М. (2002). Наличие дельта-волн в фазе быстрого сна во время полисомнографии как признак острой гипогликемической энцефалопатии. [Тезисы встречи]. Сон, 25, 531.
  25. ^ Появление синдрома Паркинсона после введения пептида, вызывающего дельта-сон, у крыс Substantia Nigra. "Biull Eksp Biol Med. 109.2 (1990): 119–21. Печать.
  26. ^ Инуи, К. Х. Sannan, Х. Ота, Ю. Удзи, С. Nomura, Х. Kaige, И. Китаяма и Дж Nomura. «Результаты ЭЭГ у больных сахарным диабетом с ретинопатией и без нее». Acta Neurologica Scandinavica 97.2 (1998): 107–09. Распечатать.
  27. ^ Незу, Артур М., Кристин Мэгут. Незу, Памела А. Геллер и Ирвинг Б. Вайнер. Справочник по психологии. Нью-Йорк: Wiley, 2003. Печать.
  28. ^ Колрейн, И. М., С. Терлингтон и Ф. К. Бейкер. «Влияние алкоголизма на архитектуру сна и спектры мощности ЭЭГ у мужчин и женщин». Спать. 32.10 (2009): 1341–352. Распечатать.
  29. ^ Уолтер WG. Локализация опухолей головного мозга методом электроэнцефалографии. Ланцет 1936; 2: 305–8.
  30. ^ «Биологическая обратная связь при эпилептических припадках; Нейрофидбэк ЭЭГ при эпилепсии» . Epilepsyhealth.com . Проверено 14 февраля 2011 года .
  31. ^ Определенные ЭЭГ подтипы детей с синдромом дефицита внимания / гиперактивности. Адам Р. Кларк, Роберт Дж. Барри, Рори Маккарти, Марк Селиковиц. Клиническая нейрофизиология: официальный журнал Международной федерации клинической нейрофизиологии. 1 ноября 2001 г. (том 112, выпуск 11, страницы 2098-2105)
  32. ^ Lopes, MC, Guilleminault, C., Rosa, A., Passarelli, C., Roizenblatt, S., Tufik, S. Дельта-нестабильность сна у детей с хроническим артритом. Бразильский журнал медицинских и биологических исследований. 2008. 41 (10): 938–43.
  33. ^ Багай, Каника; Пельтье, Аманда С.; Malow, Beth A .; Дидрих, Андре; Шибао, Синдья А .; Блэк, Бонни К .; Paranjape, Sachin Y .; Ороско, Карлос; Бьяджони, Итало; Робертсон, Дэвид; Радж, Сатиш Р. (15 мая 2016 г.). «Объективная оценка сна у пациентов с синдромом постуральной тахикардии с использованием ночных полисомнограмм» . Журнал клинической медицины сна . 12 (5): 727–733. DOI : 10,5664 / jcsm.5806 . ISSN 1550-9389 . PMC 4865560 . PMID 26951415 .   
  34. ^ Хаким, Алан; Де Ванделе, Инге; О'Каллаган, Крис; Починки, Алан; Роу, Питер (10 февраля 2017 г.). «Хроническая усталость при синдроме Элерса-Данлоса-гипермобильного типа» . Американский журнал медицинской генетики, часть C: семинары по медицинской генетике . 175 (1): 175–180. DOI : 10.1002 / ajmg.c.31542 . ISSN 1552-4868 . 
  35. ↑ Шарма Арвинд: Сон как состояние сознания в Адвайта Веданте; Государственный университет Нью-Йорка Press, 2004 г.
  36. ^ Земли, Уильям. «Алкоголь, медленный сон и соматотропная ось». Алкоголь 18.2 (1999): 109–22.
  37. ^ Давенн, DM «Улучшение спокойного сна у новорожденных кроликов с помощью мурамилдипептида». Am J Physiol. 253.4 (1987): 646–54. Распечатать.
  38. ^ Foldvary-Шефер, Н. И. Де Леон Санчес, М. Karafa, Д. Ужин и HH Моррис. «Габапентин увеличивает медленный сон у нормальных взрослых». Эпилепсия 43.12 (2002): 1493–497. Распечатать.
  39. ^ a b D'haenen, HAH, Йохан А. Ден Бур и Пол Виллнер. Биологическая психиатрия. Чичестер: Wiley, 2002. Печать.
  40. ^ Кара J. Pavone, Oluwaseun Akeju, Аарон Л. Сэмпсон, Келли Лин, Патрик Л. Purdon Эмери Н. Браун. Медленные и дельта-колебания, вызванные закисью азота "Журнал клинической нейрофизиологии, январь 2016 г.
  41. ^ Afaghi А., O'Connor, H., и Чоу, C. (2008). Острые эффекты диеты с очень низким содержанием углеводов на показатели сна. Нейробиология питания, 11 (4), 146-154.