✖


Jump to content

Альфа-волна

(Перенаправлено с Альфа-волн )

Не путать с альфа-частицей .
Чтобы узнать о видеоигре на платформе 3D, см. Alpha Waves .
Альфа-волны

Альфа-волны , или альфа-ритм , представляют собой нейронные колебания в диапазоне частот 8–12 Гц. [1] вероятно, происходит из-за синхронной и когерентной ( синфазной или конструктивной) электрической активности пейсмекерных клеток таламуса 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 с помощью электрофизиологических и близкородственных методов, таких как электроэнцефалография (ЭЭГ) или магнитоэнцефалография (МЭГ), и их можно определить количественно с помощью количественной электроэнцефалографии (кЭЭГ). Их можно преимущественно зарегистрировать в затылочных долях во время расслабления в состоянии бодрствования с закрытыми глазами, и это были самые ранние ритмы мозга, зарегистрированные у людей. [3] Альфа-волны уменьшаются при открытых глазах и во сне, а во время сонливости усиливаются. Затылочные альфа-волны в периоды закрытых глаз являются самыми сильными сигналами ЭЭГ мозга. [4]

Исторически считалось, что альфа-волны отражают активность зрительной коры в состоянии покоя. Совсем недавно исследования показали, что они подавляют неиспользуемые области коры головного мозга или, альтернативно, играют активную роль в сетевой координации и общении. [5] Являются ли они тормозящими или играют активную роль во внимании, зависит от направления их распространения: нисходящие назад волны являются тормозящими, а прямые восходящие волны способствуют процессам зрительного внимания. [6]

Альфа-подобный вариант, называемый мю-волной, можно обнаружить в первичной моторной коре . [ нужна ссылка ]

Исследовать

[ редактировать ]

Возможные типы и происхождение

[ редактировать ]

Некоторые исследователи утверждают, что существует как минимум две формы альфа-волн, которые могут иметь разные функции в цикле бодрствования-сна.

Альфа-волны присутствуют на разных стадиях цикла бодрствования-сна. [7] Наиболее широко исследуется состояние расслабленного психического состояния, когда субъект отдыхает с закрытыми глазами, но не устал и не спит. Эта альфа-активность сосредоточена в затылочной доле . [8] [9] хотя было предположение, что оно имеет таламическое происхождение. [10] Некоторые анализы показывают, что кортикальная альфа опережает легочную (таламическую) альфа, что усложняет преобладающие теории таламического водителя ритма. Халгрен, М. и др. обнаружили, что альфа действует в нервной системе, распространяясь от коры к таламусу и от коры высшего порядка к коре низшего порядка. [11] Экспериментальные и вычислительные модели, исследованные Traub RD et al. предположили, что зрительный альфа-ритм имеет специфическое происхождение подтипа коркового слоя и главного нейрона. [12] На основании обследования пациентов с врожденными дефектами зрения установлено, что наличие эффективного и полноценного зрительного пути необходимо для формирования правильного паттерна ЭЭГ-активности. [13] Эта волна начинает появляться примерно через четыре месяца, и первоначально ее частота составляет 4 волны в секунду. Зрелая альфа-волна с частотой 10 волн в секунду прочно закрепляется к 3 годам. [14]

Второй случай активности альфа-волн приходится на фазу быстрого сна . В отличие от бодрствующей формы альфа-активности, эта форма расположена в лобно-центральном участке мозга. Цель альфа-активности во время быстрого сна еще полностью не понята. В настоящее время существуют аргументы в пользу того, что альфа-паттерны являются нормальной частью быстрого сна и что они указывают на период полувозбуждения. Было высказано предположение, что эта альфа-активность обратно пропорциональна давлению сна в фазе быстрого сна. [ нужна ссылка ]

Долгое время считалось, что альфа-волны указывают на период бодрствования во время сна. [ нужна ссылка ] Это связано с исследованиями, в которых испытуемые сообщали о не освежающем сне и имели записи ЭЭГ, сообщающие о высоких уровнях проникновения альфа-излучения в сон. Это явление известно как вторжение альфа-волн. [15] Однако вполне возможно, что эти объяснения могут ввести в заблуждение, поскольку они сосредоточены только на альфа-волнах, генерируемых затылочной долей. [ нужна ссылка ]

Медитация

[ редактировать ]

осознанности Было показано, что медитация увеличивает мощность альфа-волн как у здоровых людей, так и у пациентов. [16] Практикующие Трансцендентальную Медитацию продемонстрировали снижение частоты альфа-волн на один герц по сравнению с контрольной группой. [17]

Вторжение альфа-волн

[ редактировать ]

Вторжение альфа-волн происходит, когда альфа-волны появляются во время медленного сна, когда ожидается дельта-активность. Предполагается, что это связано с фибромиалгией , при этом повышенная активность фазового альфа-сна коррелирует с клиническими проявлениями фибромиалгии, такими как увеличение продолжительности боли. [18]

Несмотря на это, вторжение альфа-волн не было значимо связано с каким-либо серьезным расстройством сна , включая синдром хронической усталости и большую депрессию . Однако оно часто встречается у пациентов с хронической усталостью и может усиливать последствия других нарушений сна. [19]

Прогнозирование ошибок

[ редактировать ]

Следуя этой мысли о потере внимания, недавнее исследование показало, что альфа-волны могут использоваться для прогнозирования ошибок. В ходе исследования МЭГ измеряли увеличение активности альфа-волн мозга до 25% до того, как произошли ошибки. В этом исследовании использовался здравый смысл: альфа-волны указывают на безделье, а ошибки часто совершаются, когда человек делает что-то автоматически, или «на автопилоте», и не обращает внимания на выполняемую задачу. После того, как испытуемый заметил ошибку, альфа-волны уменьшились, поскольку испытуемый начал уделять больше внимания. Целью этого исследования является содействие использованию беспроводной технологии ЭЭГ для сотрудников в областях повышенного риска, таких как управление воздушным движением, для мониторинга активности альфа-волн и измерения уровня внимания сотрудника. [20]

Обработка зрительной информации в памяти

[ редактировать ]

Исследование показало, что появление альфа-ритма при открытых глазах может быть предиктором обработки зрительной информации в рабочей памяти. [21] Было показано, что момент появления альфа-активности зависит от типа раздражителя в памяти и количества зрительных характеристик (цвета, формы и т. д.), которые ему необходимо удержать в памяти. Авторы предполагают, что появление альфа-ритма при открытых глазах может свидетельствовать о временном отключении обработки зрительной информации в первичной зрительной коре в моменты, когда испытуемый анализирует изображение в зрительной памяти. В эти моменты информация обрабатывается в ассоциативных областях зрительной коры (области hV4, V3v, VO1, VO2). [22]

Визуальное обучение

[ редактировать ]

Одно исследование предполагает, что «парадигма визуального мерцания, позволяющая вовлечь людей в ритм их собственного мозга (т. е. пиковую альфа-частоту)», может привести к существенно более быстрое перцептивное визуальное обучение , сохраняющееся на следующий день после тренировки.

В частности, вовлечение существенно ускорило обучение решению задачи на различение, позволяющей обнаруживать цели, окруженные фоновыми помехами, или идентифицировать радиальные и концентрические узоры стекла, встроенные в шум, по сравнению с вовлечением, которое не соответствует альфа-частоте человека. [23] [ необходимы дополнительные ссылки ]

Измерение

[ редактировать ]

Артефакты ЭЭГ

[ редактировать ]

Как продемонстрировал доктор Адриан Р.М. Аптон, посторонние источники (колебания окружающей среды, обнаруженные с помощью кучки желе в экспериментах Аптона) могут вызывать появление сигналов на показаниях 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 мертвы. [24]

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 ЭЭГ Jell-O действительно очень похожи на нормальный альфа-ритм человека. Альфа-волны наблюдаются при бодрствовании и покое больного с закрытыми глазами, а также при некоторых видах сна и обратимой коме. Да, волны желе немного медленнее и имеют гораздо меньшую амплитуду, почти в пределах нормальных человеческих пределов, но само по себе это мало о чем говорит. Гипоксия, энцефалит и другие заболевания, а также употребление наркотиков могут привести к снижению частоты и амплитуды. [25]

История

[ редактировать ]
Образец ЭЭГ человека с выраженным альфа-ритмом в затылочных участках
Образец ЭЭГ человека с выраженным альфа-ритмом в затылочных участках

Альфа-волны были открыты немецким неврологом Гансом Бергером , изобретателем самой ЭЭГ. Альфа-волны были одними из первых волн, зарегистрированных Бергером, наряду с бета-волнами , и он проявил интерес к «альфа-блокировке», процессу, при котором альфа-волны уменьшаются, а бета-волны увеличиваются, когда субъект открывает глаза. Это отличие принесло альфа-волне альтернативное название «Волна Бергера». [ нужна ссылка ]

Бергер последовал примеру украинского физиолога Владимира Правдича-Неминского , который использовал струнный гальванометр для создания фотографии электрической активности мозга собаки. Используя аналогичные методы, Бергер подтвердил существование электрической активности в человеческом мозге. Сначала он сделал это, подавая стимул пациентам больницы с повреждением черепа и измеряя электрическую активность в их мозгу. Позже он отказался от метода стимулов и начал измерять естественные ритмические электрические циклы в мозге. Первым естественным ритмом, который он задокументировал, было то, что впоследствии стало известно как альфа-волна. Бергер очень тщательно и дотошно собирал данные, но, несмотря на свой талант, он не чувствовал себя достаточно уверенно, чтобы опубликовать свои открытия, по крайней мере, через пять лет после их совершения. В 1929 году он опубликовал свои первые открытия об альфа-волнах в журнале Archiv für Psychiatrie . Первоначально его встретили насмешками за его технику ЭЭГ и последующие открытия альфа- и бета-волн. Его техника и открытия не получили широкого признания в психологическом сообществе до 1937 года, когда он получил одобрение известного физиолога. Лорд Адриан , который проявлял особый интерес к альфа-волнам. [26]

Альфа-волны снова получили признание в начале 1960-х и 1970-х годов с созданием теории биологической обратной связи, касающейся мозговых волн (см. Ниже). Такая биологическая обратная связь, называемая разновидностью нейробиоуправления и относящаяся к альфа-волнам, представляет собой сознательное вызывание субъектом альфа-мозговых волн. Два исследователя из США исследовали эту концепцию посредством несвязанных друг с другом 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 Камии. Вторым прародителем биологической обратной связи является Барри Стерман из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. Он работал над мониторингом мозговых волн у кошек и обнаружил, что, когда кошек учили сдерживать двигательные движения, они высвобождали SMR, или мю, волны , волны, похожие на альфа-волны. Используя систему вознаграждений, он дополнительно обучил этих кошек легче входить в это состояние. Позже к нему обратились представители ВВС США с просьбой 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 судорогам, чем необученные кошки. [ нужна ссылка ]

Альфа-волновая биологическая обратная связь вызвала интерес благодаря некоторым успехам на людях в подавлении судорог и лечении депрессии. [27]

Альфа-волны снова вызвали интерес в связи с инженерным подходом к научно-фантастической задаче психокинеза, то есть управления движением физического объекта с помощью энергии, исходящей из человеческого мозга. В 1988 году альфа-ритм ЭЭГ был использован в эксперименте по интерфейсу мозг-компьютер по управлению движением физического объекта, робота. [28] [29] Это был первый эксперимент, демонстрирующий управление физическим объектом, роботом, с помощью ЭЭГ. [30] [31] >

См. также

[ редактировать ]

Мозговые волны

[ редактировать ]

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ Фостер Дж. Дж., Саттерер Д. В., Серенсес Дж. Т., Фогель Е. К., Ау Э (июль 2017 г.). «Колебания альфа-диапазона позволяют отслеживать скрытое пространственное внимание с пространственным и временным разрешением» . Психологическая наука . 28 (7): 929–941. дои : 10.1177/0956797617699167 . ПМЦ   5675530 . ПМИД   28537480 .
  2. ^ Индже Р., Аданыр СС, Севмез Ф (сентябрь 2021 г.). «Изобретатель электроэнцефалографии (ЭЭГ): Ганс Бергер (1873-1941)» . Нервная система ребенка . 37 (9): 2723–2724. дои : 10.1007/s00381-020-04564-z . ПМИД   32140776 .
  3. ^ Бергер Х (1 декабря 1929 г.). «Об электроэнцефалограмме человека» . Архив психиатрии и нервных болезней (на немецком языке). 87 (1): 527–570. дои : 10.1007/BF01797193 . hdl : 11858/00-001M-0000-002A-5DE0-7 . ISSN   1433-8491 . S2CID   10835361 .
  4. ^ Дженсен О, Мазахери А (2010). «Формирование функциональной архитектуры с помощью колебательной альфа-активности: ворота посредством торможения» . Границы человеческой неврологии . 4 (186): 186. doi : 10.3389/fnhum.2010.00186 . ПМК   2990626 . ПМИД   21119777 .
  5. ^ Палва С., Палва Дж. М. (апрель 2007 г.). «Новые перспективы колебаний альфа-диапазона». Тенденции в нейронауках . 30 (4): 150–158. дои : 10.1016/j.tins.2007.02.001 . ПМИД   17307258 . S2CID   9156592 .
  6. ^ Аламиа А., Террал Л., Д'амбра М.Р., ВанРуллен Р. (март 2023 г.). «Различные роли прямых и обратных волн альфа-диапазона в пространственном зрительном внимании» . электронная жизнь . 12 . дои : 10.7554/elife.85035 . ПМЦ   10059684 . ПМИД   36876909 .
  7. ^ Бранкаччо А., Табарелли Д., Бигика М., Балдауф Д. (апрель 2020 г.). «Локализация коркового источника специфической колебательной активности стадии сна» . Научные отчеты . 10 (1): 6976. Бибкод : 2020NatSR..10.6976B . дои : 10.1038/s41598-020-63933-5 . ПМЦ   7181624 . ПМИД   32332806 .
  8. ^ Багерзаде И., Балдауф Д., Пантазис Д., Дезимона Р. (февраль 2020 г.). «Альфа-синхрония и нейробиоуправление пространственным вниманием» . Нейрон . 105 (3): 577–587.e5. дои : 10.1016/j.neuron.2019.11.001 . hdl : 11572/252726 . ПМИД   31812515 . S2CID   208614924 .
  9. ^ де Врис И.Е., Маринато Г., Балдауф Д. (октябрь 2021 г.). «Декодирование объектно-ориентированного слухового внимания по альфа-колебаниям МЭГ, восстановленным по источнику» . Журнал неврологии . 41 (41): 8603–8617. doi : 10.1523/JNEUROSCI.0583-21.2021 . ПМЦ   8513695 . ПМИД   34429378 .
  10. ^ Домино Э.Ф., Ни Л., Томпсон М., Чжан Х., Шиката Х., Фукай Х. и др. (декабрь 2009 г.). «Курение табака вызывает широко распространенное увеличение частоты альфа-волн головного мозга» . Международный журнал психофизиологии . 74 (3): 192–198. дои : 10.1016/j.ijpsycho.2009.08.011 . ПМК   2788071 . ПМИД   19765621 .
  11. ^ Халгрен М., Ульберт И., Бастуи Х., Фабо Д., Эрёсс Л., Рей М. и др. (ноябрь 2019 г.). «Поколение и распространение альфа-ритма человека» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 116 (47): 23772–23782. Бибкод : 2019PNAS..11623772H . дои : 10.1073/pnas.1913092116 . ПМК   6876194 . ПМИД   31685634 .
  12. ^ Трауб Р.Д., Хокинс К., Адамс Н.Е., Холл С.П., Саймон А., Уиттингтон М.А. (май 2020 г.). «Взрыв дендритов пирамидных нейронов 4-го слоя лежит в основе постстимульного зрительного кортикального альфа-ритма» . Коммуникационная биология . 3 (1): 230. дои : 10.1038/s42003-020-0947-8 . ПМК   7214406 . ПМИД   32393746 .
  13. ^ Дерковски В., Кендзя А., Дерковска Ю. (2007). «Происхождение альфа-ритма на основе компьютерного анализа активности ЭЭГ у больных с врожденными дефектами зрения» . Компьютерные научные исследования . Вроцлавское научное общество: 313–318. дои : 10.5281/ZENODO.10624700 . ISBN  978-83-7374-050-1 .
  14. ^ Нидермейер Э. (июнь 1997 г.). «Альфа-ритмы как физиологические и аномальные явления» . Международный журнал психофизиологии . 26 (1–3): 31–49. дои : 10.1016/s0167-8760(97)00754-x . ПМИД   9202993 .
  15. ^ Бонне М., Карли Д., Карскадон М., Истон П., Гиймино С., Харпер Р. и др. (Оперативная группа Аллас) (1992). «Отчет ASDA о возбуждении ЭЭГ: правила оценки и примеры» . Спать . 15 (2): 173–184. дои : 10.1093/sleep/15.2.173 .
  16. ^ Ломас Т., Ивцан И., Фу Ч. (октябрь 2015 г.). «Систематический обзор нейрофизиологии осознанности колебаний ЭЭГ» (PDF) . Неврологические и биоповеденческие обзоры . 57 : 401–410. doi : 10.1016/j.neubiorev.2015.09.018 . ПМИД   26441373 . S2CID   7276590 .
  17. ^ Кан Б.Р., Полич Дж. (март 2006 г.). «Состояния и особенности медитации: исследования ЭЭГ, ERP и нейровизуализации». Психологический вестник . 132 (2): 180–211. дои : 10.1037/0033-2909.132.2.180 . ПМИД   16536641 . S2CID   2151810 .
  18. ^ Ройзенблатт С., Молдофски Х., Бенедито-Сильва А.А., Туфик С. (январь 2001 г.). «Характеристики альфа-сна при фибромиалгии». Артрит и ревматизм . 44 (1): 222–230. doi : 10.1002/1529-0131(200101)44:1<222::AID-ANR29>3.0.CO;2-K . ПМИД   11212164 .
  19. ^ Ману П., Лейн Т.Дж., Мэтьюз Д.А., Кастриотта Р.Дж., Уотсон Р.К., Абелес М. (апрель 1994 г.). «Альфа-дельта сон у пациентов с основной жалобой на хроническую усталость». Южный медицинский журнал . 87 (4): 465–470. дои : 10.1097/00007611-199404000-00008 . ПМИД   8153772 . S2CID   21961157 .
  20. ^ «Модели мозговых волн могут предсказать ошибки, результаты нового исследования» . Новости и информация Калифорнийского университета в Дэвисе . Калифорнийский университет, кампус в Дэвисе. 23 марта 2009 г.
  21. ^ «43-я Европейская конференция по зрительному восприятию (ECVP) 2021 онлайн» . Восприятие . 50 (1_приложение). Мудрец: 1–244. Декабрь 2021 г. doi : 10.1177/03010066211059887 . hdl : 11368/3007892 . ПМИД   34989647 . S2CID   245771701 .
  22. ^ Козловский С, Рогачев А (2021). «Как взаимодействуют области вентрального зрительного потока, когда мы запоминаем информацию о цвете и форме». Достижения в области когнитивных исследований, искусственного интеллекта и нейроинформатики . Достижения в области интеллектуальных систем и вычислений. Том. 1358. Спрингер. стр. 95–100. дои : 10.1007/978-3-030-71637-0_10 . ISBN  978-3-030-71636-3 . ISSN   2194-5357 . S2CID   234902744 .
  23. ^ Майкл Э., Коваррубиас Л.С., Леонг В., Курци З. (апрель 2023 г.). «Обучение в ритме вашего мозга: индивидуальное вовлечение ускоряет обучение перцептивным решениям» . Кора головного мозга . 33 (9): 5382–5394. дои : 10.1093/cercor/bhac426 . ПМЦ   10152088 . ПМИД   36352510 .
  24. ^ Ренсбергер Б. (6 марта 1976 г.). «Тест желе обнаруживает реалистичный сигнал» . Нью-Йорк Таймс .
  25. ^ Адамс С. (11 июня 2010 г.). «Можно ли обнаружить мозговые волны в лаймовом желе?» . Straightdope.com . Проверено 7 апреля 2018 г.
  26. ^ Карбовски К. (август 2002 г.). «Ганс Бергер (1873-1941)». Журнал неврологии . 249 (8): 1130–1131. дои : 10.1007/s00415-002-0872-4 . ПМИД   12420722 . S2CID   32730261 .
  27. ^ Крафт У (2006). «Упражнения для тренировки мозга и ума с помощью нейробиоуправления могут облегчить симптомы синдрома дефицита внимания, эпилепсии и депрессии и даже повысить когнитивные способности здорового мозга» . Научный американец .
  28. ^ Божиновский С, Сестаков М, Божиновская Л (1988). «Использование альфа-ритма ЭЭГ для управления мобильным роботом». В Харрис Дж., Уокер С. (ред.). Материалы ежегодной международной конференции Общества инженеров IEEE в медицине и биологии . Новый Орлеан: IEEE. стр. 1515–1516. дои : 10.1109/IEMBS.1988.95357 . ISBN  0-7803-0785-2 . S2CID   62179588 .
  29. ^ Божиновский С (1990). Кайнак О (ред.). Управление траекторией мобильного робота: от фиксированных рельсов до прямого биоэлектрического управления . Учеб. Семинар IEEE по интеллектуальному управлению движением. Стамбул. стр. 63–67. дои : 10.1109/IMC.1990.687362 .
  30. ^ Лебедев М (2016). «Увеличение сенсомоторных функций с помощью нейронных протезов» (PDF) . Опера медика и физиологика . 2 (3): 211–227.
  31. ^ Лебедев М.А., Николелис М.А. (апрель 2017 г.). «Интерфейсы мозг-машина: от фундаментальной науки к нейропротезам и нейрореабилитации». Физиологические обзоры . 97 (2): 767–837. doi : 10.1152/physrev.00027.2016 . ПМИД   28275048 .

Дальнейшее чтение

[ редактировать ]
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Alpha_wave&oldid=1212491158"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 16fadfae6822453acc66db5630563c86__1709859900
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/16/86/16fadfae6822453acc66db5630563c86.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Alpha wave - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)