Альфа-волна - Alpha wave
Альфа-волны или альфа-ритм представляют собой макроскопические нейронные колебания в частотном диапазоне 8–12 Гц, вероятно, происходящие из синхронной и когерентной ( синфазной или конструктивной) электрической активности таламических кардиостимуляторов у людей. Исторически их также называют «волнами Бергера» в честь Ганса Бергера , который впервые описал их, когда изобрел ЭЭГ в 1924 году.
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. 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. Затылочные альфа-волны в периоды закрытых глаз - самые сильные сигналы мозга на ЭЭГ.
Альфа-подобный вариант, называемый мю-волной, можно найти над первичной моторной корой .
Исследовать
Возможные типы и происхождение
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. Эта волна начинает появляться примерно в четыре месяца и изначально имеет частоту 4 волны в секунду. Зрелая альфа-волна, составляющая 10 волн в секунду, прочно устанавливается к 3 годам.
Второй случай активности альфа-волн - во время 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.
Издавна считалось, что альфа-волны указывают на период бодрствования во время сна. Это было связано с исследованиями, в которых субъекты сообщают о неосвежающем сне и имеют записи ЭЭГ, сообщающие о высоком уровне альфа-вторжения в сон. Это явление известно как вторжение альфа-волны. Однако возможно, что эти объяснения могут вводить в заблуждение, поскольку они сосредоточены только на альфа-волнах, генерируемых затылочной долей.
Медитация
Было показано, что медитация осознанности увеличивает мощность альфа-волн как у здоровых субъектов, так и у пациентов. Практики Трансцендентальной Медитации продемонстрировали снижение частоты альфа-волн на один герц по сравнению с контрольной группой.
Вторжение альфа-волны
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.
Несмотря на это, вторжение альфа-волн не было существенно связано с какими-либо серьезными нарушениями сна , включая синдром хронической усталости и большую депрессию . Однако это часто встречается у пациентов с хронической усталостью и может усиливать эффекты других нарушений сна.
Прогноз ошибки
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.
Измерение
Артефакты ЭЭГ
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 умерли.
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.
История
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 испытуемым. Это различие принесло альфа-волне альтернативное название «Волна Бергера».
Бергер позаимствовал пример у украинского физиолога Владимира Правдича-Неминского , который с помощью струнного гальванометра сделал снимок 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 мозгу. Первый естественный ритм, который он задокументировал, стал известен как альфа-волна. Бергер был очень тщательным и скрупулезным в сборе данных, но, несмотря на его талант, 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 в области 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.
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 , относящаяся к альфа-волнам, представляет собой сознательное возбуждение альфа-мозговых волн 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 учили сдерживать двигательные движения, они испускали SMR, или mu, волны , похожие 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.
Альфа-волновая биологическая обратная связь вызывает интерес благодаря некоторым успехам в подавлении судорог и лечении депрессии у людей.
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 году альфа-ритм ЭЭГ был использован в эксперименте по управлению движением физического объекта, робота, с интерфейсом мозг-компьютер . Это был первый эксперимент, демонстрирующий управление физическим объектом, роботом, с помощью ЭЭГ.
Смотрите также
- 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
- 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)