Альфа-ритми головного мозку: опис, особливості та функції. Вплив альфа-ритмів головного мозку на нервову систему Як підвищити альфа активність мозку

Серед широкого різноманіття методів діагностики особливо вирізняється електроенцефалографія. ЕЕГ – єдиний метод обстеження, що дозволяє проводити діагностику пацієнтів у непритомному стані. Крім того, він відноситься до найбільш безпечних способів дослідження, у тому числі для дітей та літніх обстежуваних.

Опис методу

У основі методу лежить реєстрація електричних імпульсів мозку (ритмів).

Саме ритми ЕЕГ допомагають виявляти патології у судинах, наявність запальних процесів, ознаки наявності пухлини чи неврологічних захворювань. Крім того, за допомогою ЕЕГ лікарі оцінюють вплив різних лікарських препаратівна організм та відстежують динаміку перебігу захворювання.

В даний час відомо кілька видів ритмів, кожен з яких несе певну інформацію про роботу головного мозку та стан систем та органів пацієнта.

Основні ритми на ЕЕГ

Як основні ритми ЕЕГ виділяють: альфа, бета, дельта і тета. Саме з них оцінюється мозкова активність та стан здоров'я обстежуваного.

Альфа-ритм

Основа енцефалограми дорослої людини, яка не має проблем зі здоров'ям. При розслабленому неспанні (лежачи із заплющеними очима, але без сну) реєструється у переважної більшості обстежуваних пацієнтів (від 85 до 90%). Під час розумової діяльності та за зорової активності частково блокується. Формується майже з перших днів життя.

На ЕЕГ є синусоїдальні хвилі, частотою 8-13 коливань/сек (герц). Поліморфна активність варіюється в межах від 25 до 95 мікровольт. При цьому однакові імпульси спостерігаються в обох півкулях. Максимальна хвильова активність фіксується в тім'яному та потиличному відділі.

Про різні порушення свідчать:

• фіксація активності в лобових частках головного мозку;
• відхилення хвильових коливань від синусоїдальної форми;
• значний розкид частот;
• надто низька (менше 25 мкВ) або навпаки, дуже висока (понад 95 мкВ) амплітуда імпульсів.

Якщо в одній із півкуль мозку ?-ритму немає, це свідчить про патологію, що виникає в результаті інфаркту або гострого порушення кровообігу клітин мозку (інсульту). Про можливі пошкодження у клітинах головного мозку та порушення їх функцій нерідко говорить і підвищення частотності хвиль.

У дітей зміни альфа-ритму розцінюються як можлива ознаказатримки психічного розвитку, які повне відсутність говорить про ймовірному недоумство.

Бета-ритм

Його наявність також говорить про нормальну мозкову активність. Частота імпульсів від 14 до 35 герц. Реєструється переважно у лобових частках. Активується при тактильних відчуттях, дії подразників на слух і зір, русі, розумовому напрузі.

При нормальному функціонуванні мозку, амплітуда β-хвиль набагато нижче за альфа-ритм (від 3 до 5 мкВ). Підвищення значення дозволяє діагностувати струс. А переважання β-активності проявляється внаслідок впливу різних лікарських засобівабо при стресі. Також по бета-хвилях визначаються наявність енцефаліту чи запального процесу в організмі.

У дітей відхиленням від норми вважається частота в діапазоні 15-16 Гц і амплітуда коливань в 40-50 мікловольт. Найчастіше такі зміни свідчать про відставання дитини в розвитку.

Дельта-ритм

Електричні імпульси в діапазоні 0,3 (0,5) - 3,5 Гц, що виявляються у фазі глибокого сну, при комі. Іноді свідчать про наявність крововиливу чи пухлини. В останньому випадку дельта-ритм активується в ділянці головного мозку, де локалізується новоутворення.

Тета-ритм

Своїми характеристиками схожий на Δ-хвилі, але має відмінну від них частоту (4-7,5 Гц). Стабільне збільшення амплітуди тета-коливань (понад 45 мкВ), як правило, сигналізує про хворобливі зміни в корі головного мозку. Збільшення активності хвиль дозволяє говорити про тяжкі порушення у роботі центральної нервової системи.

Інші ритми ЕЕГ та їх характеристики

Крім основних електричних імпульсів мозкової активності, є інші хвилі, які використовуються на дослідження стану пацієнта набагато рідше. Але в ряді випадків вони також можуть впливати на виявлення причин захворювання. До них відносяться:

1. Гамма-імпульс. Коливання 30-120 (170) Гц з амплітудою до 10 мікровольт. Підвищення останньої понад 15 мкВ – розцінюється як патологія. Активація гамма-ритму відбувається при вирішенні завдань підвищеної складності, таких, які потребують особливої ​​уваги та зосередженості. Згідно з деякими теоріями, гамма-хвилі взаємопов'язані з роботою свідомості. Ряд дослідників пов'язують порушення гамма-ритму із шизофренією.
2. Мю-ритм - імпульсні сигнали, що мають ту ж частоту, що і ?-ритм, але реєструються в центральних відділах мозку. Їхня активація відбувається при тактильних подразниках, розумовій активності, прояві емоцій.
3. Лямбда-ритм – проявляється при стеженні поглядом об'єктом. Локалізується у задніх мозкових відділах. Частота 4-5 Герц. Зникає, як тільки випробуваний зупиняє свій погляд на будь-якій нерухомій точці.
4. Каппа-ритм - коливається в ?-діапазоні. Зазначається у передніх скроневих відділах. Його амплітуда вбирається у 20-30 мікровольт. Виникає під час придушення ɑ-хвиль під час розумової діяльності.
5. Пі-ритм - Повільні коливання 3-4 Гц, що реєструються в задніх відділах мозку.
6. Фі-ритм фіксується в діапазоні дельта. Локалізується у задній частині мозку. Виникають при заплющуванні очей.
7. Сигма-ритм. Імпульси частотою 10-16 Гц (найчастіше 12-14 герц). Амплітуда коливань у дорослих зазвичай не перевищує 50 мкВ. Виявляється в початковій стадіїповільного сну, що йде за станом дрімоти.

При активній діїдельта-хвиль, сигма-ритм практично, відсутня (за рідкісним винятком). Є Σ-хвилі при переході в стадію швидкого сну, але в розвиненій фазі цієї стадії повністю блокується.

Нормальна ЕЕГ у дорослих

У нормі у людини, без особливих проблем зі здоров'ям, що перебуває в розслабленому стані, домінуючим імпульсом є альфа-ритм. Його максимальна активність спостерігається у потиличній частині головного мозку.

У 1/10 обстежуваних амплітуда коливань становить не більше 25 мікровольт. Такі коливання називають низькоамплітудними, але розглядають як один із варіантів норми.

У деяких людей нормальні -хвилі заміщаються імпульсами частотою 14-18 Гц і амплітудою в 50 мкВ. Як і альфа-хвилі, вони реєструються в потиличній зоні і зменшуються у напрямку вперед (до скронь та лобової долі). Таку активність також вважають нормою і називають «швидким -варіантом».

Приблизно в 0,2% досліджень, у потиличній зоні розвивається "повільний альфа-варіант" - хвилі, що характеризуються частотою 2,5-6 коливань/сек. та амплітудою 50-80 мкВ. Вони не вважаються аномальними, але відзначають межу між нормою та патологією.

Вікові особливості ритмів ЕЕГ

У новонародженого на ЕЕГ відображаються повільні дельта та тета-хвилі з чітким розмежуванням періодів сну та неспання.

У недоношених малюків імпульси виявляються як низькоамплітудних спалахів, тривалістю від 2 до 20 сек. Поступово спалахи стають дедалі тривалішими, а амплітуда – регулярнішою.

Починаючи з 4-х місяців життя, кількість тета-ритмів поступово збільшується, а дельта-ритмів скорочується. З 7-го місяця починається формування аритму. До кінця першого року життя у дитини вже стабільно фіксуються коливання, що характеризуються як повільний альфа-ритм.

Процес посилення домінування альфа-хвиль над тета та дельта-імпульсами триває аж до 8-9 років, після чого перший стає основним ритмом.

Важливо. Повністю ЕЕГ приймає закінчену форму до 16-18 років, і залишається такою до 50 років.

Після 50 переважання альфа-ритму поступово знижується, внаслідок чого до 70 років ЕЕГ «повертається» у свій первісний стан. У людей похилого віку, як і в дітей віком, під час дослідження реєструються, переважно, тета і дельта-ритми з невеликою амплітудою.

Дешифрування електроенцефалограми

Результати ЕЕГ-діагностики відбиваються на моніторі, або спеціальному папері і є графічні криві. Їхнім розшифровкою займається нейрофізіолог. Для отримання найбільш достовірної картини лікар враховує вікові особливості обстежуваного, симптоми та скарги обстежуваного.

Як проводиться розшифровка:

1. Визначається переважаючий ритм.
2. Зіставляється симетричність імпульсів у півкулях мозку.
3. Проводиться аналіз аномальних імпульсів.
4. Перевіряється регулярність ритмів та його амплітуда.
5. Виявляється пароксизмальна активність, наявність піків, загострених або спайк-хвиль.

Якщо фонова методика ЕЕГ не виявила патологічних змін, лікар проводить додаткові тестові дослідження (реакція на світло та інші подразники). Завдяки подібним функціональним тестам також виявляються порушення в різних системахорганізму.

Важливо. Іноді для складання повнішої картини хвиль, потрібна тривала їх реєстрація. У цьому випадку проводиться відеомоніторинг (його тривалість варіюється від 3 до 8 годин).

Патології, що діагностуються найчастіше

Електроенцефалограма дозволяє діагностувати велика кількістьпатології. Але найчастіше з її допомогою виявляють:

Епілепсію

Діагностика дає можливість з максимальною точністю визначити місце розташування патологічної ділянки, та конкретизувати вид епілептичного захворювання.

Ознаками судомного синдрому на ЕЕГ є хвилі загостреної форми (піки), які то зростають, то спадають і виявляються в одній або відразу кількох ділянках головного мозку. Під час нападу сукупність таких хвиль виражається дуже сильно. Про наявність змін, що свідчать про епілепсію, свідчать і можливі спалахи підвищення амплітуди.

Черепно-мозкову травму

При легкій травмі на ЕЕГ виявляються незначні відхилення від норми як асиметричності і нестійкості хвиль. При більш серйозному ураженні мозку, відхилення будуть виражені сильніше. Стабільне посилення аномальних показників протягом тижня є ознакою масштабного ураження мозку.

Як правило, епідуральні гематоми не супроводжуються яскравими клінічними проявами і виражаються лише у уповільненні ритму. А ось у результаті субдуральних крововиливів формуються особливі дельта-імпульси з малою амплітудою у вигляді спалахів. Паралельно із цим відбуваються порушення в альфа-коливаннях.

Пухлинні утворення та судинні зміни

При новоутвореннях у різних ділянках мозку та звуженні судин, характеристика електричних імпульсів також значно змінюється. Насамперед, зміни проявляються у порушенні симетричності сигналів, що надходять із різних півкуль. Крім того, уповільнюється частота і з'являються ознаки пароксизмальної активності.

Важливо враховувати, що ЕЕГ-дослідження мають сенс лише з урахуванням інших форм обстеження (МРТ, КТ тощо).

Зміни електроенцефалограми під час засипання

ЕЕГ дозволяє вивчати стан пацієнта у періоди активної діяльності, а й під час сну. У цьому показання електроенцефалограми змінюються залежно від стадії сну. Відстеження цих змін дозволяє виявляти порушення у процесі сну.

1. Так, при активному неспанні, на графіку відображаються низькоамплітудні та високочастотні хвилі, а при розслабленні (але без сну) – відзначається стабільний ритм.
2. На початковій стадії сну, у свою чергу, фіксується відсутність ?-хвиль. Замість них активуються дельта та тета-ритми низької амплітуди. При цьому Δ та θ імпульси виявляються у вигляді одиночних спалахів або групами. При вплив зовнішніх подразників виникають спалахи ɑ-коливань.
3. У другій стадії на графіці з'являються сонні веретени (сплески електричних сигналів 11-15 Гц і амплітудою до 50 мкВ) і К-комплекси (зароджуються спонтанно або стають «відповіддю» на сенсорне стимулювання).
4. У третій стадії веретена повільно згасають, поступаючись місцем дельта і тета-імпульсам, з амплітудою 75 мкВ.
5. На 4 стадії фіксуються хвилі частотою менше 2 Гц. Їхні амплітудні коливання перевищують позначку 75 мікровольт.

Крім того, під час сну діагностичне обладнання періодично фіксує періоди десинхронізації, пов'язані з переживаннями сновидінь. Поява цього періоду дуже важлива і його відсутність свідчить про серйозні патологічні процеси, що протікають у різних відділахголовного мозку.

Кому і коли необхідно ЕЕГ?

Електроенцефалографія дає максимально повну картину стану центральної нервової системи. Тому діагностика за допомогою ЕЕГ має широку сферу застосування.

Так, її призначають для:

1. Оцінки зрілості мозку та його функціональності у недоношеної дитини, або немовля, яке народилося в результаті патологічної вагітності.
2. Визначення причин порушень сну (безсоння, підвищена сонливість та інші).
3. Знаходження причини виникнення судомних станів та епілептичних нападів.
4. Підтвердження (спростування) наявності ускладнень запальних процесів, що виникли внаслідок нейроінфекції.
5. Оцінити наслідки впливу нейротоксинів.

Особливого значення подібне дослідження має у випадках:

1. Судинних порушень у головному мозку.
2. Черепно-мозкових травм (забитому місці голови або струсі мозку). ЕЕГ дозволяє виявити ступінь порушень, та визначити спосіб їх усунення.
3. Підозри в розвитку пухлини, що зачіпає ЦНС.
4. Розвитку різних психічних розладів.
5. Коли потрібна оцінка ефективності протисудомної терапії.
6. Коли здійснюється підбір ліків та їхнє дозування для лікування епілептичних нападів.
7. Коли виникають підозри на патологічні зміни у ГМ у пацієнтів похилого віку (хвороби Паркінсона, Альцгеймера тощо).

Важливо. Необхідне проведення ЕЕГ за неможливості використовувати інші методи діагностики, наприклад, якщо пацієнт перебуває у комі.

Крім того, вивчення мозкової активності вимагають:

1. Хірургічне втручання (визначається вплив наркозу та його глибина).
2. Різні форми розладів різних ділянок ЦНС.
3. Коматозні стани, (для встановлення загибелі більшої кількості клітин головного мозку), та багато інших ситуацій.

Призначається ЕЕГ призовникам, схильним до проявів судомного синдрому або непритомності, а також водіям транспортних засобів.

Зберегти здоров'я сьогодні стає дедалі складніше. З'являється все більше факторів, що негативно впливають на фізичний та психічний стан людини. На жаль, далеко не від усіх ми можемо захистити себе самостійно. Тому дуже важливо при появі будь-яких підозрілих симптомів звертатися до фахівців і проводити дослідження, які допоможуть виявити хворобу на ранній стадії, Поки патологічні процеси ще оборотні. Це може допомогти зберегти колишню якість життя або взагалі врятувати її. Сьогодні мова піде про одне з таких досліджень – електроенцефалограму. Що вона є? У чому цінність даного дослідження? Що таке альфа-ритм і яку роль він грає у функціонуванні організму? У цьому допоможе розібратися дана стаття.

Електроенцефалограма головного мозку

Розглянуте дослідження є буквальним записом активності (зокрема, електричної) певних структур мозку. Результати електроенцефалограми записуються на спеціально призначеному для цього папері за допомогою електродів. Останні накладаються на голову пацієнта у певному порядку. Їхнє завдання – зареєструвати активність окремих частин мозку. Таким чином, електроенцефалограма головного мозку є записом його функціональної активності. Дослідження може бути проведене для будь-якого пацієнта незалежно від його віку. Що показує ЕЕГ? Воно допомагає визначити рівень активності мозку та виявити різноманітні порушення функціонування центральної нервової системи, у тому числі менінгіт, поліомієліт, енцефаліт та інші. Також з'являється можливість знайти осередок пошкодження та оцінити його ступінь.

При проведенні електроенцефалограми, як правило, необхідні такі тести:

• Моргання різної швидкості та інтенсивності.
• Вплив на закриті очі пацієнта періодичними яскравими спалахами світла (так звана фотостимуляція).
• Глибоке дихання (рідкісні вдихи та видихи) протягом періоду від трьох до п'яти хвилин (гіпервентиляція).

Перераховані вище тести проводяться як дітям, і дорослим. Ні діагноз, ні вік до складу тестування не впливає.

Додатковими дослідженнями, які проводить лікар залежно від певних факторів, є:

• позбавлення сну певний час;
• проходження низки психологічних тестів;
• стиснення долоні у кулак;
• спостереження за пацієнтом протягом усього періоду нічного сну;
• прийом певних медикаментозних засобів;
• пацієнт перебуває у темряві близько сорока хвилин.

Що показує електроенцефалограма

Що таке обстеження? Щоб дізнатися про відповідь, важливо докладно розібратися, що показує ЕЕГ. Вона демонструє актуальний функціональний стан певних структур, що входять до складу головного мозку. Проводиться при різноманітних станах пацієнта, таких як неспання, активна фізична робота, сон, активна розумова робота тощо. Електроенцефалограма є дуже безпечний спосіб дослідження, безболісний, простий, той, який не вимагає серйозного втручання в роботу організму. Він дозволяє точно з'ясувати розташування кіст, пухлин, механічних пошкоджень тканин головного мозку, провести діагностику судинних захворювань, епілепсії, запальних захворювань мозку та його дегенеративних уражень.

Де її зробити?

Таке обстеження, як правило, проводять у психіатричних диспансерах, неврологічних клініках, а також іноді у районних та міських лікарнях. Поліклініки зазвичай таких послуг не надають. Втім, найкраще з'ясовувати безпосередньо на місці. Фахівці рекомендують звертатися до відділень неврології чи психіатричних лікарень. Місцеві лікарі мають достатню кваліфікацію, зможуть провести процедуру правильно і коректно інтерпретувати результати. Якщо йдеться про маленьку дитину, то слід звертатися до спеціально призначених для таких обстежень дитячих лікарень. Також подібну послугу надають у приватних медичних центрах. Тут не діють жодні обмеження за віком.

Перш ніж йти на обстеження, необхідно добре виспатися і провести деякий час перед цим днем ​​у спокої без стресу та зайвого психомоторного збудження. Протягом двох днів до ЕЕГ не можна вживати алкоголь, кофеїн, снодійні, транквілізатори, протисудомні медикаменти, а також заспокійливі ліки.

Електроенцефалограма для дітей

Це дослідження слід розглянути докладніше. Адже, як правило, у батьків виникає безліч питань щодо цього. Малюк буде змушений близько двадцяти хвилин провести у світло- та звукоізольованій кімнаті, де він лежить на спеціальній кушетці з шапочкою на голові, під яку лікар розміщує електроди. Шкіру голови додатково зволожують гелем чи водою. На вуха поміщають два електроди, які є активними. Сила струму настільки мала, що не може завдати жодної шкоди навіть немовлятам.

Голова дитини має бути розташована рівно. Якщо вік малюка більше трьох років, він може спати під час процедури. З собою можна взяти щось, що відверне дитину та дозволить їй спокійно дочекатися закінчення обстеження. Якщо пацієнт молодший, то процедура здійснюється під час сну. Вдома немовляті потрібно вимити голову та не годувати. Годування проводять вже у клініці безпосередньо перед процедурою, щоб він швидко заснув.

Частота альфа-ритмів мозку та інших ритмів фіксується у формі фонової кривої. Також часто проводять додаткові тести (наприклад, фотостимуляцію, гіпервентиляцію, ритмічне закривання та відкривання очей). Вони підходять всім: і для дітей, і для дорослих. Так, глибокі вдихи та видихи дозволяють виявити приховану епілепсію. Допоміжні дослідження допомагають з'ясувати наявність чи відсутність затримки розвитку малюка (мовного, психічного, розумового чи фізичного розвитку).

Ритми електроенцефалограми

Розглянуте обстеження дозволяє оцінити такі види ритмів мозку:

• альфа;
• тета-ритм;
• бета;
• дельта.

Кожен має певні характеристики і допомагають оцінити різні типи активності мозку.

• Нормальна частота альфа-ритму перебуває у інтервалі від 8 до 14 Гц. Це слід враховувати щодо патологій. Розглядається альфа-ритм ЕЕГ реєструє, коли хворий не спить, але його очі закриті. Як правило, цей показник є регулярним. Найшвидше реєструється в районі темряви та потилиці. За наявності будь-яких рухових подразників припиняється.
• Частота бета-ритму коливається від 13 до 30 Гц. Як правило, реєструється саме над лобовими частками. Характеризує стан депресії, занепокоєння, тривожності. Також відбиває факт застосування заспокійливих засобів.
• У нормі тета-ритм має амплітуду від 25 до 35 мкВ, а частоту – від 4 до 7 Гц. Такі показники відображають стан людини, коли вона перебуває у стані природного сну. Для дитини ритм, що розглядається, є превалюючим.
• Дельта-ритм у більшості випадків демонструє стан природного сну, але і під час неспання лімітовано може реєструватися. Нормальна частота – від 0,5 до 3 Гц. Нормальне значення амплітуди ритму вбирається у 40 мкВ. Відхилення від зазначених значень говорять про наявність патологій та порушення функціонування головного мозку. За розташуванням появи ритму такого типу можна визначити, де саме відбуваються небезпечні зміни. Якщо ж він помітний у всіх галузях мозку, це свідчить про порушення свідомості та у тому, що розвивається системне поразка структур центральної нервової системи. Причиною цього часто стає дисфункція печінки.

Значення для організму

Альфа-ритм головного мозку стає відстежуваним виключно у моменти спокою і є низькочастотним. Тоді ж активується парасимпатична система. Перебуваючи в альфа-стані, центральна нервова система, образно кажучи, перезавантажується і позбавляється всього стресу, який був накопичений за день. Альфа-ритм забезпечує регулярне відновлення організму, а також накопичення необхідних ресурсів після робочого періоду. Як показує історія, величезна кількість приголомшливих відкриттів було зроблено людьми в період їх перебування у розглянутому стані. Що ще потрібно знати?

Функції

Яку функцію виконують альфа-ритми?

• Нівелювання наслідків стресу (зниження імунітету, звуження кровоносних судин).
• Аналіз усієї інформації, яка була отримана мозком за день.
• Не допускається надмірна активність лімбічної системи.
• Кровообіг мозку суттєво покращується.
• Всі ресурси організми відновлюються, що підстібаються активацією парасимпатичної системи.

Як порушення альфа-ритму впливає на повсякденне життя? Пацієнти, у яких генерація альфа-хвиль суттєво знижена, як правило, найчастіше зациклюються на власних проблемах, вони схильні мислити негативно. Такі порушення ведуть до зниження імунітету, розвитку різноманітних серцево-судинних захворювань та навіть онкології. Часто спостерігається збої у роботі залоз, що синтезують гормони, нерегулярність менструального циклу, розвиток різноманітних залежностей та схильності до різноманітних зловживань (наприклад, алкоголізм, наркоманія, переїдання, куріння).

Добре налагоджений альфа-ритм забезпечує нормальний перебіг відновлювальних процесів у тканинах організму. Він грає найважливішу роль підтримці життя індивіда.

Норма та патології

Електроенцефалограма допомагає виявити та оцінити індекс, який і характеризує альфа-ритм головного мозку. Норма його коливається між 75% та 95%. Якщо відзначено його суттєве зниження (менше 50%), можна сміливо говорити про патологію. Розглянутий ритм, як правило, помітно знижений у людей похилого віку (старше 60 років). Причиною цього зазвичай стають вікові порушення мозкового кровообігу.

Іншим яскравим показником є ​​амплітуда ритму. Його нормальним значенням вважають хвилі амплітудою від 20 до 90 мкВ. Асиметрія як цього показника, так і частоти ритму в різних півкулях свідчить про наявність низки захворювань, таких як нарколепсія, епілепсія або гіпертензія. Низька частота свідчить про гіпертонічну хворобу, а підвищена – про олігофренію.

Якщо ритми не синхронізовані, важливо провести додаткові тести для уточнення патології. Нарколепсія характеризується гіперсинхронізацією. Асиметрія також свідчить про можливе травматичне пошкодження мозолистого тіла, а також наявність пухлини або кісти. Повна відсутність альфа-ритму буває при сліпоті, що розвивається хвороби Альцгеймера (так званому набутому недоумстві) або церебральному склерозі. Проблемні показники можуть виникати у разі порушення мозкового кровообігу.

Пацієнтам з яким станом і симптомами також бажано пройти аналізоване обстеження? Показаннями до ЕЕГ є часте блювання, остеохондроз, часті непритомності, травми та пухлини мозку, високий тиск, головний біль, підозра на недоумство (як набуте, так і вроджене), а також вегетосудинна дистонія. Призначити дослідження та розшифрувати результати може лише кваліфікований невропатолог.

Про що свідчать порушення показника?

Залежно від того, як саме порушено альфа-ритм, визначається конкретне захворювання. Так, наприклад, якщо він дезорганізований або відсутній у принципі, то діагноз - набуте недоумство. Міжпівкульна асиметрія альфа-ритму говорить про наявність інфаркту, кісти, інсульту, пухлини або рубця, що свідчить про старий крововилив. На це слід звернути пильну увагу. Нестабільний ритм або альфа-ритм головного мозку високої частоти може бути проявом травматичного пошкодження.

Щодо дітей, то про затримку їх розвитку свідчать такі порушення:

• Ненормально виражена реакція гіпервентиляцію.
• Альфа-ритм дезорганізований.
• Концентрація активності переміщена з району темряви та потилиці.
• Амплітуда альфа-ритму та синхронність помітно підвищені.
• Реакція активації є короткою та слабкою.

Психопатологія у дорослих також може бути виражена низькою амплітудою ритму, слабкою реакцією активації, а також зміщенням точки концентрації активності в області темряви та потилиці.

Висновок

Електроенцефалограма - безпечне та безболісне дослідження, яке допомагає виявити низку небезпечних захворювань. Дослідження може проводитись навіть немовлятам. Воно дозволяє оцінити характер ритмів мозку. Інтерпретувавши отриману інформацію і призначивши коректне лікування, спеціаліст-невропатолог допоможе вам впоратися з симптомами, що вас турбують.

Від редакції Публікуємо великий авторський матеріал, присвячений електроенцефалографії. Від історії методу та меж його застосування до короткого екскурсу в теорію нейрозворотного зв'язку, ритміку головного мозку і те, як вибрати енцефалограф для особистих потреб, фільтрувати шуми та правильно накладати електроди. Неповторний авторський стиль додається.

Багато хто з вас чув про ЕЕГ і знає деякі принципи її роботи. Інші помічали її згадку в масовій культурі та повсякденному мовленні. Електроенцефалографія - один з найскладніших методів аналізу мозкової активності і один з найдоступніших: років через п'ять нейродевайси проб'ють свій шлях на ринок і ЕЕГ стане другим після tDCS скринькою в кишені, _username. Вже зараз ми бачимо колективи приголомшливих людей, які б'ються над шляхетною проблемою дешевого побутового енцефалографа — для медитацій, покращення самопочуття та налагодження психічних процесів. Все голосніше чутно назви OpenEEG і OpenBCI, оточені плеядами малих проектів, об'єднаних спільною мрією. Чи не стимуляція мозку, а саме читання мозкової інформації, на мою думку, призведе до прориву в побутовій психомашинерії: тому що мозок сам справляється із завданням налагодження - був би індикатор, що вказує на правильний шлях. ЕЕГ і є індикатор.

Хоча енцефалограма не те, чим здається. Усі її стадії - від монтажу електродів до аналізу даних - вимагають серйозної роботи. Начебто мало турбот, ЕЕГ ще й опосередкований показник. Досі немає єдиної теорії, що породжує її сигнал. Зате є правильна фраза професора Аллахвердова: "Ми вивчаємо роботу мозку так, як вивчали роботу комп'ютера по шуму кулера". Це саме про ЕЕГ.

Тому електроенцефалограф – добрий, поганий і твій інструмент. Незабаром, до якого ми всі причетні, ЕЕГ вийде за рамки лабораторій та інтерфейсів мозок-комп'ютер - які не така вже й складна проблематика - в область побутових нейротерапії та нейрозворотного зв'язку. У цьому короткому огляді, який не претендує ні на надмірність, ні на абсолютну правоту, ми розберемося, як це працює і як із цим можна працювати.

1. Сигнал ЕЕГ. Енцефалограф

У завдання нарису не входить історія, тому не зупинятимемося на тому, коли і ким була записана перша енцефалограма. Вона була записана 1928-го Гансом Бергером. Сучасна ЕЕГ є записом електричної активності з поверхні голови від декількох десятків електродів — схожу на картинку з сейсмографа. Перші показники, з якими стикається дослідник, це амплітуда, тобто сила сигналу, показана як висота хвилі, і частота те, як часто ці хвилі повторюються в одиницю часу. Амплітуду міряють у мікровольтах, у середньому вона коливається від нуля до двохсот. Це слабкий струм, що важко реєструється, що вимагає дуже хорошого з'єднання з головою. Для досягнення більшої чутливості зрідка застосовують електрокортикографію - коли електроди вживляються в скальп. Цей не надто гуманний метод вимагає граничних обґрунтувань та вагомих причин, ЕЕГ відноситься до т.з. неінвазивним, тобто інструментам, що не проникають у голову. З різновидів неінвазивних електродів можна назвати “рідкі”, “активні” і “сухі”. Рідкі вимагають наявності спеціального струмопровідного гелю, схожого на в'язкий слиз, який зазвичай заливається в дірки, розчищені від волосся зубочисткою, і після експерименту випробувані дівчата просять лабораторний душ.

Сухі відповідно не вимагають. Чи варто говорити, який тип електродів є золотим стандартом у когнітивній нейронауці?

Питання, які електроди краще, все ж таки досить складний. У нейрооргані я використав сухі активні від OpenEEG, але шуміли вони, як бур на Кольській надглибокій. Чому не можна з'ясувати, який тип електродів працює краще? Тому що академії ще не домовилися про стандарти їхнього контрастного аналізу, а також через суперечливість ЕЕГ, про яку йтиметься далі. Потрібно більше даних та порівнянь, і той факт, що не існує двох однакових енцефалограм, не спрощує завдання. Водночас сухі електроди, ймовірно, витіснять рідкі у побутових приладах.

Крім того, електроди поділяються на активні та пасивні. Активні мають деякі електросхеми на поверхні, що дозволяють посилювати сигнал. Чому ж не використовувати лише активні електроди? Тому що активні електроди дуже чутливі і до перешкод, через що падає статистична потужність дослідження за їх участю. Тоді чи можна їх взагалі застосовувати? Так, але з великою кількістю експериментальних проб. Тобто експерименти будуть довшими. Зате не треба возитися з підготовкою голови, гелями та душем згодом. Чи логічно використовувати активні сухі електроди для побутового енцефалографа? Залежить від поставленої вами цілей, але оскільки така відповідь нічого не пояснює, скажу, що так.

Поговоримо про створення сигналу ЕЕГ. Це одна з найважливіших речей, які необхідно зрозуміти. Якщо сама енцефалограма це електричне поле на поверхні голови, яке ми зчитуємо, то що саме в мозку його створює? Можливо, ви здивуєтеся, але відповідь виявиться дещо довгою.

Згадаймо ази нейроанатомії. У мозку є біла та сіра речовина: сіра — це тіла нервових клітин, нейронів. Біле - це мієлін, захисне покриття, яке створюють гліальні клітини, які донедавна вважалися службовими і допомагали нейронам з метаболізмом. Тепер у гліальних клітин знаходять багато інших ролей - і це перспективна, окрема сфера досліджень. Мієлін захищає та вдосконалює провідні шляхи мозку, які складаються з пучків аксонів. Аксон це дуже довгий відросток нейрона, який передає сигнал на інший нейрон.

В одного нейрона, як правило, один аксон, але може бути кілька. Аксон може розгалужуватися, але не сильно. Проводять шляхи складаються з десятків тисяч аксонів, що йдуть від одних нейронів до інших. Можна сказати, мозок ними пронизаний. Чи потрібно запам'ятовувати ці подробиці детально? Не обов'язково. Хоча для відповіді на питання, звідки береться сигнал з ЕЕГ, вони знадобляться. Отже, аксон передає сигнал від нейрона до нейрона, а приймає дендрит. Дендрит - дуже цікава структура, названа так через свою деревовидність. Це розгалужена мережа, що відходить від тіла нейрона, до якої приєднані десятки тисяч аксонів. Така сполука називається синапс. Деякі синапси можуть збуджувати нервову клітину, інші загальмовувати. Якщо сума сигналів буде на користь збуджуючих і певний поріг буде досягнуто - нейрон згенерує потенціал дії - електричний розряд - і надішле на дендрити інших нейронів через аксон. Тобто сам засигналить.

Модель, звісно, ​​спрощена. По-перше, аксони виходять не тільки на дендрити: є аксо-аксональні та аксо-соматичні сполуки. Перші з'єднуються коїться з іншими аксонами, інші підходять безпосередньо до тілу нейрона. Така логіка має сенс: припустимо, сигнал від Х екстремально важливий - тоді аксон комутує безпосередньо на клітину і отримує прямий доступ до неї, минаючи голосування на дендритах. На дендритах тисячі збуджуючих і тисячі сигналів, що гальмують, складаються, зумовлюючи, чи буде збудження або гальмування, але незалежно від їх суми — цей критичний сигнал Х досягне свого результату безпосередньо.

Тобто нейрони у мозку посилають один одному сигнал через аксони. Більшість аксонів приходять на дендрити, де потенціали підсумовуються. Розряд нейрона після достатньої активації – це потенціал дії. Є гальмівні і збуджуючі нейрони: перші гальмують активацію тих, до кого вони приєднані, інші, навпаки, посилюють.

Картина, намальована тут, дуже приблизна, але її вже достатньо відповіді. У мозку існує безліч видів нервових клітин, що розрізняються за функціями, розміром і формою, кількістю аксонів і дендритів: зірчасті, пірамідні, інтернейрони та інші. По-перше, вважається, що сигнал, який ми бачимо, виробляють пірамідні нейрони. Пірамідні - найбільші, іноді надмасивні за мірками нервової клітини, з тілами, що нагадують піраміду. Припустимо, що пірамідка перевернута: з її основи виходить апікальний - звернений до поверхні мозку - дендрит. З вершини, що дивиться вниз, спускається довгий аксон.

Тобто пірамідні нейрони виробляють сигнал для ЕЕГ?

Майже. Коли сигнал з аксона приходить на дендрит, той, умовно кажучи, стає зарядженим позитивно (вірніше, менш негативно, ніж було). Навколо нього формується позитивно заряджене електричне поле. Тіло нейрона, що знаходиться у відносному віддаленні, все ще залишається негативно зарядженим. Це створює так званий диполь: позитивний заряд на одному кінці та негативний на іншому. Коли мільярди цих диполів виникають синхронно, сила їх стає достатньою, щоб бути уловленою електродами. По-друге, сигнал, який ми бачимо на ЕЕГ, виробляють не всі пірамідні клітини — і більшість із тих, що виробляють, розташовані перпендикулярно до поверхні голови. Чому так? Тому що електричні поля є досить слабкими і в такій конфігурації вони краще реєструються.

Тобто ЕЕГ ловить слабкі флуктуації лише деяких, а саме перпендикулярних черепу пірамідних нейронів, чиї дендрити знаходяться в близьких до поверхні голови мозкових шарах, і весь інший цирк ніяк не враховує? Так. Більше того, робота "всієї іншої" кінноти найчастіше спливає у вигляді різноманітних і небажаних, що вимагають фільтрації шумів. Тоді чи є від цього всього користь? Теж так.

Чи можна сказати, що картину ЕЕГ малюють сигнали деяких перпендикулярних поверхонь голови пірамідних нейронів?

На жаль, сказати це з точністю не можна. Є пара нюансів:

1. Крім аксо-дендритних, існують аксо-соматичні сполуки, які перевертають диполь. А це означає, що ми не можемо точно сказати, що відображає електричне поле конкретного дендриту: сам сигнал (деполяризацію) чи фазу мовчання (реполяризацію).
2. По-друге, поки поле дійде до голови, мине деякий час. Нехай і дуже короткий.
3. По-третє, дослідження відносин нейронного імпульсу та енцефалограми продовжуються.

Коротше, Скліфосовський, у ту мить, коли амплітуда на ЕЕГ йде вгору, чи це означає, що якісь з тих пірамідних нейронів синхронно сигналили або, навпаки, цієї миті вони синхронно мовчали? Чи можна сказати, дивлячись на ЕЕГ: ага, ось там і тоді вони були активні?

Та щоб я знав. Проте вважатимемо, що так. Оскільки ми намагаємося розібратися, як все насправді працює, відповідь не буде легкою. А тому навіть добре, що постановка цього питання позбавлена ​​практичного сенсу. Ми бачимо синхронну активність і нам ясно, що вона так чи інакше пов'язана з імпульсами. Чи відбувся імпульс у цю саму мілісекунду або трохи до-після, не дуже важливо, адже цей імпульс сумарний, отже, все одно абстрагований від одиничної клітини. Якщо все-таки заглиблюватися в питання, можна знайти цитати на кшталт “ми також виявили, що низькочастотні компоненти локального електричного поля найсильніше корелюють із силою ЕЕГ-відповіді”, що натякають на те, що ці відносини ще й неоднорідні. Тих, кого цікавить саме це питання, направимо слідом “local field potential — EEG relations” у google scholar, тим часом повертаючись до основного:

Що породжує енцефалограму?

Енцефалограму породжують електричні поля на дендритах деяких пірамідних нейронів, що перпендикулярно розташовані до поверхні голови. Чим сильніша амплітуда (вища хвиля), тим більше нейронів розряджаються одночасно.

А чим сильніша частота — тим частіше.

2. Ритми

Метафора про комп'ютер та кулер тепер розкрито. Як же вчені пов'язують феномени на ЕЕГ із психофізіологічними процесами при подібній хиткісті? В основному через кореляції та свідоцтва з суміжних досліджень: експериментів з імплантованими мікроелектродами, а також нейропсихологічних, анатомічних, фармакологічних, оптогенетичних, фМРТ- або ПЕТ-дослідів. Може скластися враження, що інші методи надають ЕЕГ легітимності. Це не так. Помилково розглядати енцефалограму як молодшу сестру томограми, зверхньо: будь-який інструмент нейровізуалізації має свої межі, за якими він працює погано, а всередині — добре. ЕЕГ найуспішніше працює з часом. До речі, деякі мозкові патології, помітні ЕЕГ, МРТ майже бачить.

Отримане з кожного електрода зображення, яке ми бачимо на моніторі реального часу, нагадує хвилі. Перше, що привертає увагу, це ритмічна структура хвиль.

Наявність ритмів говорить про те, що як мінімум на рівні деяких клітин мозку існує синхронна і активність, що повторюється. Життя все ритмічне, тому не дивно. ЕЕГ прийнято ділити на надповільні, дельта-, тета-, альфа-, мю-, бета-і гамма-ритми.

2.1. Надповільні коливання

Вони не реєструються на звичайній ЕЕГ та вимагають електрокортикографії. Або спеціальних експериментальних протоколів і дуже добрих енцефалографів. Діапазон цих частот 0-0,5 Гц, самі вони поділяються на дзета-, тау-, эпсилон-, чиї імена звучать таємничо та незнайомо. Оскільки вони надповільні, їх співвідносять з масштабними та довгограючими системними явищами, а не поточними подіями, як звичні ритми на ЕЕГ.

Надповільні хвилі пов'язують із механізмами адаптації, стресостійкістю, впливом ксенобіотиків, використанням біологічних резервів і навіть гіпнозом. Так, ще в 70-ті роки в АН СРСР були дослідження про зміну цих хвиль (тау-ритму, або декасекундних коливань) при переході в гіпнотичний транс і назад. Можна сказати, що перед нами - нейрокорелят гіпнозу.

З тау-ритмами пов'язана ще одна чудова гіпотеза, запропонована в університеті Тюбінгена в ті ж 70-ті. Можливо, коли мозок готується отримати якийсь стимул або здійснити операцію, яка потребує активації певних нейронних мереж, дендрити цих мереж заздалегідь отримують збуджуючі імпульси від аксонів, щоб полегшити подальшу дію, яка потребує їхнього розряду. Мережа ніби трохи намагнічують, полегшуючи її включення. Експерименти групи показали, що розпізнавання об'єкта, що ледве долає поріг чутливості, посилювалося негативні фази тау-ритму. Також при регуляції цих ритмів пацієнтами за допомогою нейрозворотного зв'язку скорочувалися деякі види епілептичних нападів, що також підтверджує гіпотезу.

Який тут зв'язок з епілепсією? Епілепсія - результат одночасного гіперзбудження дуже великої кількості нейронів. Якщо позитивна фаза повільної хвилі "наелектризує" мережі, готуючи їх до роботи, в негативну вони найменш активовані. Тренуючи мозок регулювати тау-ритм, пацієнти скорочували кількість нападів.

Омега-ритм, ще один із надповільних, застосовують в оцінці успіху дії анестетиків. Є і прямі паралелі між надповільними ритмами та мозковим метаболізмом, та взаємозв'язки з коливаннями локального кровотоку. Але в більшості нейрокогнітивних експериментів ці хвилі не враховуються, і їх навряд чи можна буде виявити на побутових ЕЕГ-приладах.

2.2. Повільнохвильові коливання та дельта-ритм

Діапазон повільнохвильових коливань: 1-3Гц, дельта-ритму: 1-4Гц. Повільні хвилі виникають у корі головного мозку, тоді як дельта-ритми виникають і в мозку, і в таламусі. Це було підтверджено при спостереженні уражених зв'язків мозок-таламус: повільні хвилі мали місце однаково.

Вважається, що повільні хвилі присутні при всіх видах людської діяльності, але домінують у повільнохвильовому сні та анестезії. Насправді, на піку повільної хвилі відбувається збудження кіркових нейронів, тобто збільшення частоти їх розрядів; на спаді відбувається зменшення. Гіпотезу про те, що повільні хвилі покращують збереження спогадів, перевірили за допомогою tDCS – транскраніальної стимуляції слабким струмом. Підсиливши повільні хвилі під час раннього сну за допомогою цих струмів, вчені отримали очікуваний результат.

Дельта-ритм, що генерується мозком, зараз активно вивчається і, мабуть, пов'язаний з повільнохвильовою активністю. Таламічний ритм з'являється на стадії глибокого сну. Він генерується окремо взятими клітинами, що знаходяться в таламус і мають проекції на-, тобто зв'язки з клітинами кори. Та сама система з таламічної клітини і кіркових проекцій в іншому стані генерує альфа-ритми і сонні веретени. Дельта-ритм виникає, коли система максимально гіперполяризована, тобто загальмована. Також для дельта-хвилі не потрібне дотримання низки умов із синхронізації мереж, як у випадку з веретонами та альфа-ритмом. Під час генерації дельта-ритму клітини таламуса змінюють сигнальний режим на нирковий або пакетний: коли після накопичення збудження вони розряджаються не одним, а кількома імпульсами поспіль. Втім, там є свої нюанси.

Аномалії дельта-ритму добре виявляють патології мозку. Центральний постійний неритмічний дельта-ритм пов'язують із локальною мозковою травмою чи інсультом. Окремі порушення дельти пов'язують з алкоголізмом, шизофренією, безсонням та Паркінсоном.

2.3. Тета-ритм

Тета - один із важливих, "когнітивних" ритмів. І дуже цікавий з усіх точок зору. Це повільнохвильовий 4-8-герцовий ритм. Середньолобовий тета-ритм виникає під час вирішення завдань, але при спокійному неспанні він помітний лише у малого відсотка людей. Можливо, однак, що через глибоке залягання джерела, яке створює тету, вона не завжди реєструється. Успішність розв'язання задач ніяк не пов'язана із середньолобовим тета-ритмом, зате є зв'язок між його вираженістю та відсутністю тривожності з екстраверсією. Справедливо виявилося й протилежне: у тривожних (і) інтровертів середньолобовий тета-ритм був виражений слабо.

Вважається, що тета-ритм пов'язаний із зростанням метаболічної активності у зазначених мозкових регіонах: середньолобному царстві та передньо-поясній державі (звивині). Крім середньолобного, існує гіпокампальний, або лімбічний, тета-ритм, що генерується пірамідними клітинами гіпокампу. Крім зазначених клітин, лімбічний ритм формують багато інших генераторів: передньо-поясна звивина, медіодорсальне ядро ​​таламуса, соскоподібні тіла гіпоталамуса, парагіпокампальна кора.

Існує гіпотеза, що визначає тета-активність як квант інформації у лімбічній системі. Справа в тому, що навіть двох високочастотних розрядів у тета-ритмі достатньо для формування так званого LTP або long term potentiation або довгострокової потенціації.

Що таке довгострокова потенціація? Синапс — зв'язок, скажімо, аксона та дендриту, через яку одна нервова клітина стимулює іншу, — жива та гнучка система. Щоб сигнал пройшов, він має бути достатнім. Скажімо, сили n. Але якщо цим синапс часто користуються, він стає важливим і сила для його проходження може знизитися. Стати п-1. Це вносить основний внесок у так звану нейропластичність і навчання: за рахунок зміни сили, необхідної для передачі сигналу по синапсу, нервова система здатна вчитися. Сигнал проходить легше. Що більше повторів робимо, то легший зв'язок. Чи не так працює звичка?

І навпаки: long term depression, довгострокова депресія, коли синапс деякий час покинутий. Побудити його буде складніше, потрібно вже n+1 енергії. У нервовій системі, втім, потенціації та депресії створює частотне кодування: те, з якою частотою приходять імпульси та в якому режимі. Тета - та сама частота, при якій LTP з'являється легко. Можливо, вважають деякі лабораторні колективи, тета-ритм є квантом лімбічної інформації, що створює функціональний зв'язок різних структур для кодування епізодів пам'яті.

Середньолобовий тета-ритм посилюється при навантаженні на згадку. Причому існує думка, що центрально-розташований тета-компонент відповідає за запам'ятовування, а лобовий - за вилучення з пам'яті. Тета-ритм, як і надповільні коливання, корелює з гіпнозом: у сильно гіпнабельних людей він вищий до і під час трансу, ніж у слабо гіпнабельних. Також він корелює з медитацією: у глибоких станах дзен-медитації тета-активність заміняла альфа-ритми, з яких починалася.

Тета-аномалії вивчені слабо. Є свідчення про підтипі среднелобного ритму людей із гіперактивністю і синдромом дефіциту уваги, і навіть складнощами у соціальних відносинах. Він демонструє неправильну картину: він дуже виражений у лобових областях кори і дуже слабко синхронізується у відповідь значні стимули. Тета-ритми, що виникають над середньолобних областях кори, також вважаються аномальними.

2.4. Альфа- та мю-ритми

Вважається, що альфа-ритм – ритм розслаблення. Це почасти так. Тому що альфа-ритм є ритмом "холостого ходу", коли сенсорна система "простоює". Наприклад, ми заплющили очі - і в зоровій корі генерується альфа-ритм. Але ось ми розплющили очі і уважно дивимося або з тиші почули звук - альфа-ритми у відповідних сенсорних зонах змінюються на бета-ритми. Те саме відбувається при перемиканні від стану спокою до розумової роботи. Альфа-ритмів кілька, та його діапазон становить від 8 до 13 Гц.

Гіпотеза “холостого ходу” підтверджувалася фМРТ-даними: амплітуда, тобто сила альфа-ритму, корелює зі зниженням мозкового кровотоку, отже і метаболізму, у сфері виникнення. За логікою зниження метаболізму можна пов'язати з тимчасовим приглушенням сенсорної системи. Безумовно, на момент т. зв. приглушення в системі можуть мати місце налагодження, відновлення, консолідації та інші важливі процеси.

Право- і лівополушарні потиличні альфа-ритми, пов'язані з зорової системою мозку, можуть бути як синхронними, так і ні. З віком частота потиличних альфа-ритмів змінюється, збільшуючись до 20 років та поступово знижуючись після. У деяких людей є тім'яний альфа-ритм, незалежний від потиличного, але про його функцію мало що сказати. Ще альфа-ритми з'являються під час фази парадоксального сну. Порівняно з неспанням, уві сні цей ритм виникає у передньо-центральних відділах мозку.

Мю-ритм, що нагадує грецьку мю на ЕЕГ, називають також сенсомоторним, оскільки він виникає при "простоювання" моторики - коли ми не рухаємося. Його також називають роландичним: за місцем виникнення, у роландовій, інакше — центральній, борозні, яка ділить лобову та тім'яну частку. Діапазон мю-ритму: 9-13 Гц. Лівопівкульні та правопівкульні мю-ритми незалежні один від одного і виробляються різними генераторами. Тобто рух лівої руки може збити правопівкульний мю-ритм у відповідній сенсорній області, але не торкнутися лівополушарного. Мю-ритм також має кілька підтипів, наприклад, для рухів обличчя та ноги.

Мю-ритм дуже складна картина руйнування, тобто десинхронізації. Тобто момент, коли він зникає. Десинхронізація означає розмиття та пропадання ритмічної структури, тобто фактично зникнення. Потиличний альфа-ритм десинхронізується, коли ми розплющуємо очі. Мю-ритми зникають під час руху, і, як було зазначено вище, одні підтипи зникають під час руху одних частин тіла, інші — за інших. Крім цього, мю-ритми діляться за частотою: 9-10-герцові менш специфічні для типу руху і десинхронізуються при різних його видах, скажімо, руки, і пальця на ній; 10-13-герцовые більш специфічні і зникають при якомусь одному.

Крім того, мю-ритм придушується не тільки реальними, а й уявними рухами.

Аномальні альфа-ритми легко сплутати з індивідуально-особливими, що характерно й інших ритмів ЕЕГ. Наприклад, низькоамплітудні енцефалограми, де альфа-ритм сильно редукований або відсутній, можуть бути у низького відсотка здорового населення. Також вони можуть бути у наркоманів та алкоголіків. З віком може виникати скроневий альфа-ритм, але це теж стосується норми. Асиметрія альфа-ритмів, скажімо, у правій та лівій потиличних областях, може вважатися патологічною, якщо перевищує 50%. Для вирішення проблем визначення норми вчені розробили нормативну базу даних ЕЕГ із залученням кількох тисяч суб'єктів та періодично оновлюють та доповнюють дані.

2.5. Сонні веретена

Сонні веретени альфа-подібні: вони мають частоту 10-14 Гц, але відрізняються від альфа-ритмів тим, що виникають у вигляді коротких кількасекундних спалахів і на вигляд нагадують веретено. По мозку вони розподілені ширше і найсильніше реєструються у центральних областях, тоді як альфа-ритми локальні.

Веретен виникають на стадії легкого початкового сну, знаменуючи перехід організму в інший стан. Число їх збільшується, якщо до цього людина щось вчила або виконувала завдання на згадку. Поліпшення пам'яті корелює зі зростанням числа веретен у другій фазі сну. Згідно з деякими гіпотезами, сонні веретени відрізають мозок від зовнішніх сенсорних подразників, допомагаючи цим спати.

Ще одна цікава гіпотеза пояснює виникнення верет відразу після смикання м'язів тим, що молодий мозок дізнається, який нерв управляє яким м'язом саме уві сні. Загалом вони також пов'язані з досить великою кількістю функцій, а їх аномалії — з такими хворобами, як шизофренія та аутизм.

2.6. Бета-ритми

У народі бета-ритм пов'язують із мозковою роботою. Найчастіше він зустрічається в лобових та центральних областях, роботу яких пов'язують із вищими функціями обробки інформації та контролю, але він виявляється майже скрізь. Його частотний діапазон: 13-30 Гц. Виразний бета-ритм видно далеко не у всіх здорових людей, виникаючи скоріше у формі окремих відрізків. Бета-ритм прийнято поділяти на роландічний (що реєструється там же, де і мю-ритм) та лобовий.

Про роландичний ритм можна сказати, що, найімовірніше, він - слід постактивності, що виникає після здійснення руху, коли система починає розслаблятися. Лобові бета-ритми виникають під час вирішення когнітивних завдань. Ступінь їх збільшення залежить від складності завдань. Потужність бета-ритмів збільшується барбітуратів, але бігти в аптеку не варто! Вважається, що у генерації бета-ритмів беруть участь гальмівні нейрони.

Як же так? Якщо мозок виконує завдання — гальмування з цим не дуже в'яжеться? Мається на увазі складне взаємини між гальмуванням та активацією. Гальмування необхідно, щоб активація нейромережі не плеснула через край, кумулятивно накопичуючись до хворих меж. Баланс між гальмуванням та активацією допомагає нейромережі працювати правильно, і бета-ритм є наслідком цього балансу. Можна сказати, що нейромережа — диригент власного оркестру, кришталеве налаштування якого потребує роботи кожної літаври відповідно до партитури. А зовсім не сильніший і швидший. Надлишок сили та швидкості, власне кажучи, результується епілепсією.

Деякі вчені вважають, що бета-ритм - це процес перезавантаження, що стирає результати попередніх станів мережі для підготовки її до новій роботі. Бета-ритм співвідноситься з високою метаболічною активністю.

2.7. Гамма-ритм

Гамма – дуже цікавий ритм. Його діапазон тягнеться від 30 до 100 Гц. У цьому його амплітуда, тобто сила струму, мала. Саме цей ритм найскладніше схопити: він перетинається з 50-герцовим шумом електромережі і для забирання цих шумів, максимально неушкоджуючи самі дані, повинні застосовуватись спеціальні режекторні фільтри. У імплементації вони складні.

Це дивовижний та важливий ритм. Вважається, що він виникає, коли віддалені один від одного нейрони синхронізуються на частоті 40 Гц, інтегруючи інформацію в закінчений об'єкт - наприклад, візуальний образ. Нейрони, що з'єднуються, належать до однієї функціональної системи, кодуючи різні властивості цілісного образу або ментального об'єкта. Після цього була цілком логічна гіпотеза у тому, що це синхронізація пов'язані з свідомістю.

Логіка такої гіпотези цілком витончена: з одного боку, дуже відома інтегративна інформаційна теорія, з іншого — висока частота, що вказує на надзвичайно інтенсивну роботу системи та складність цього стану. Плюс загальна логіка енцефалограми говорить нам, що чим повільніша хвиля — тим менше неспання. Свідомість, виходить, наднеспання, надскладний процес.

Був експеримент, коли з набору безладних форм випробувані бачили значущу щось фігуру - виникав гамма-ритм. Те саме підтверджує дослідження про значний (новий і несподіваний) звуковий сигнал, пов'язаний з появою гами в первинній слуховій корі. Можливо, що гамма-ритм не зовсім нейрокорелят феноменальної свідомості: це може бути процес формування значущого образу, а феноменальне свідомість формується якось ще. Ще були дослідження, що виявляють посилення гамма-активності у буддійських ченців, і ті, кому цікава енцефалографія як метод вивчення медитативних практик, повинні звернути на цей ритм увагу.

Можливо, деякі читачі помітили, що частини про аномалії бета- та гамма-ритму кудись зникли. Просто я не до кінця розібрався, що за аномалію, а що вважається індивідуальною рисою. Наскільки мені бачиться, у диференціальній та просто діагностиці психо- та соматичних патологій ЕЕГ виступає не головним методом. Є спеціальні індекси ЕЕГ на кшталт біспектрального, які повсюдно застосовуються, наприклад, в анестезії, але і вони вкрай спірні. Особливо це стосується саме біспектрального індексу.

3. ERP: Event related potentials / Когнітивно спричинені потенціали

Крім хвиль та його ритмів, в електроенцефалографії виділяють звані event related potentials, часто неправильно перекладені російською мовою “викликані потенціали” (evoked potentials), що множать термінологічну плутанину. Будемо називати їх ERP. У чому різниця evoked potentials та ERP?

Можна дати коротку відповідь: ERP це когнітивно викликані потенціали. EP - термін ширшого порядку, що охоплює відповіді ЦНС на стимул взагалі будь-якої стадії обробки. ERP ж пов'язані з обробкою мозком сенсорного стимулу чи вирішенням розумової задачі.

Відразу після того, як сигнал, йдучи від органів чуття через стовбур мозку та таламус, потрапляє в кору великих півкуль, виникає ERP - короткий і швидкий відрізок енцефалограми, що має специфічний візерунок. Візерунок малюється амплітудами: так, на ERP характерні різні піки та спади, що нагадують ландшафти мультяшних гір. Ці піки і спади називають за буквеним і цифровим кодом: N або P плюс цифри - N200, P300 і так далі. N - це negativivity, момент негативного заряду, P - positivity, момент позитивного. 200 і 300 - це через скільки мілісекунд після пред'явлення стимулу виникли ці стрибки. На жаль, різні лабораторії мають у своєму розпорядженні + і - по осі по-різному, і в одних N знизу, а в інших - зверху.

Додамо трохи складності. Друга хвиля досліджень ERP-компонентів показала, що їх назви не відображають реальну картину. Скажімо, якийсь Р100 може починатися і трохи раніше, і трохи пізніше, ніж через 100 мс, залежно від ситуації. А також він може реєструватися як позитивний, а іноді як негативний компонент. В цілому вони варіативні і можуть виявитися підрозділяються на субкомпоненти (наприклад, Р3b), тому до назв краще ставитися просто як до імен.

Важлива деталь: достатньо всього 80 мс, щоб дістатися від первинної зорової кори до лобової. А це означає, що на компоненти, що виникають за 100 мс і більше, можуть впливати лобові частки. Інакше висловлюючись, зони мозку взаємопов'язані й обробка інформації йде суворо сходами — від місця до іншого. Вона йде і у зворотному напрямку, і прямо, і "набік". І якщо якась зона мозку під якимось електродом показує сильний ERP X, це зовсім не означає, що саме вона поодинці внесла ізольований внесок у картинку, яку ми бачимо на екрані.

Розчленовувати величезне літературне тіло по ERP неможливо тут. Шкода. Р300, наприклад, пов'язують з увагою та когнітивною обробкою стимулу. Чим виразніший і сильніший цей пік, тим вони кращі. У алкоголіків, наприклад, Р300 слабше. Слабкіший він і тоді, коли стимул проходить непоміченим. І так далі. Все охопити не вдасться, доведеться лише перерахувати випадкові властивості деяких компонентів:

С1 та Р1/Р100

С1 може бути позитивною та негативною, це перша компонента, що простежується після зорового сигналу через 50-100 мс після пред'явлення стимулу. Якщо стимул у верхній половині поля зору, то С1 негативний, і навпаки. Р1 утворюється через 70-90 мс з піком в районі 80-130 мс, також він найбільш помітний у задніх відділах мозку. На відміну від С1, Р1 модулюється увагою.

N100 та Р200

Виникає в районі 80-120 мс після сигналу, переважно у передньо-центральних відділах голови. Якщо випробуваний не виконує жодних завдань, вона посилюється під час непередбачуваних сигналів і послаблюється під час повторюваних. Цікаво, що вона також корелює із високим інтелектом. Дослідження щодо Р200 різноманітні, але поки що губляться в теоретичних припущеннях через зв'язок цього компонента з багатьма психічними процесами.

N170

Цікава компонента, що посилюється при зоровому пред'явленні особи.

MMN, або mismatch negativity

Властива всім сенсорним системам, але особливо помітна у слуховій модальності, коли з'являється новий звуковий сигнал. Слухова MMN з'являється за зміни висоти сигналу, інтенсивності чи тривалості з відривом 150-250 мс після сигналу. Генератори цієї компоненти знаходяться в слуховій корі: первинної та інших, а також, можливо, в нижньолобній звивині. В окремих випадках може перекривати N100. Зорова MMN також виникає через 150-250 мс.

N200 / VAN - Visual Awareness Negativity

Дослідницька група, до якої я належу, вважає N200 нейрокорелятом свідомості як мінімум у зоровій модальності, вважаючи, що виникає на ранніх етапах обробки і вже в сенсорній корі. Вона опонує інший впливової групі, що дотримується традиційнішого погляду, у якому свідомість виникає на пізніх етапах обробки і співвідноситься з лобовими областями мозку.

Класичний розумовий ERP. Показує реакцію випробуваного на стимул і посилюється, коли стимул є малоймовірним. Має підкомпоненти: P3a та P3b. Останній – це сам перейменований Р300. Р3а реагує на новизну стимулу та напрямок уваги.

У випадку з Р3b, або Р300, малоймовірний стимул все-таки повинен ставитись до завдання, бути найменш очікуваним і т.д.

Сподіваюся, загальне уявлення про компоненти та як їх розуміють сформувати вийшло. Бажаючі можуть також подивитися P600, N400 та інші, всього їх близько 11 штук. ERP шукають у когнітивних дослідженнях, тобто спрямованих вивчення вищих психічних функцій, і з відзнакам у тому структурі роблять гіпотези. Крім того, їх застосовують у клінічних дослідженнях, наприклад, шизофренії. Пафос ERP полягає в тому, що вони пов'язані з сигналом, що надходить у мозок, і показують стадії обробки. Порівнюючи ERP наявності сигналу з відсутністю чи одні типи сигналів коїться з іншими — поміченими свідомістю з непоміченими тощо., — можна припускати і виділяти особливості цих компонентів, що з конкретними ситуаціями. Потім на підставі суміжних даних нейронаук можна будувати гіпотези про більш конкретні принципи роботи мозку.

4. Монтаж електродів. Фільтрування шумів. Аналіз

Електроенцефалограф побутовий і особливо лабораторний повинен мати чутливі електроди, що було сказано на початку цієї статті. Дві додаткові вимоги: метал повинен бути однаковим, оскільки різні метали виробляють різні власні струми, і імпеданс, або опір, має бути максимально низьким. Для науки це значення нижче 5кОм, у побутових приладах, природно, буде вищим. Але що нижче, то правильніше. Найкращими вважаються електроди із хлориду срібла.

Мають електроди на спеціальних шапочках або інших зручних кріпленнях, відповідних системі розташування 10-20. 10-20 - міжнародно затверджений стандарт, що означає наступне: якщо розділити голову умовно навхрест, з лініями від перенісся до потилиці і від вуха до вуха, то відстань між електродами цих лініях становить 10 або 20% від загальної довжини лінії. Досить зручно. Нині кількість електродів може сягати сотні.
Далі диференціальний підсилювач. Як впоратися з тим, що, крім струмів мозку, є ще струми шкіри голови і кожного електрода? Диференціальний підсилювач робить такий трюк: показання двох електродів, один з яких референтний, порівнюються між собою і реєструється тільки різниця. Адже якщо струм голови однаковий по всьому скальпу — те ж саме і протоки електродів одного металу, хоча вони трохи — але незначно — різні. Отже, диференціальним підсилювачем це зрізається і залишається лише корисна частина сигналу.

Який електрод використовувати як референтний? Що ж, відповідь знову буде дещо складною.

По-перше, є поняття монтажу. По-друге, таких монтажів є кілька. Монтаж - це вибір, який електродів буде референтом або кого з ким диференціально посилювати. Стандартний референтний монтаж — це коли кожен електрод порівнюється з референтним, наприклад, на вушці, на носі або десь на умовно нейтральному місці. Проблема референтного монтажу в тому, що місце, куди прикріплено референт, електрично не нейтральне. Альтернативний монтаж – біполярний. Тут референта немає, кожен електрод порівнюється з сусідом. На жаль, біполярний монтаж також не є ідеальним. По-перше, він змащує низькоамплітудну активність, а отже, ні для діагностики смерті мозку, ні для низькохвильових досліджень не годиться. По-друге, він пропускає так звані "базальні події", тобто такі, що сталися на глибині мозку і позначилися на великій площі поверхні голови. Адже однакові струми він зрізає, а електроди порівнюються поряд. Є ще локальний середній монтаж, де референтами служать кілька найближчих до електрода сусідніх, і кілька математичних моделей, наприклад для загального середнього монтажу, які б ідеально працювали, якби голови мали ідеальну форму. Куля, тобто. Кожен монтаж дає трохи різний малюнок енцефалограми, що в цілому не полегшує завдання.

Артефакти/шуми та фільтри

Поговоримо про шуми. Артефакти чи шуми — зло на енцефалограмі, якого не повинно бути, але світ недосконалий. Найпоширеніший - від рухів очей. Буває ще, що прострілює кардіограма, наприклад, у людини з великим серцем і маленькою шиєю. Кардіобалістичний: від руху електрода, розташованого близько до судини. Впоратися з непотрібними артефактами дещо допомагають фільтри, яких безліч, але ключових – три. Низькочастотний - пропускає частоти нижче зазначеної, високочастотний - навпаки, і режекторний, який видаляє непотрібний діапазон частот від x до у.

Ще один цікавий фільтр використовує запис окулограми і "віднімає" її з ЕЕГ.

Аналіз даних

Ця частина лише опише деякі методи аналізу, минаючи їхній апарат. У кожному з цих підходів використовується дикий матан – результат праць багатьох математиків, фізиків та інженерів. Для бажаючих зрозуміти, як насправді працюють ці обчислення та як треба обробляти сигнали, книга “Analyzing Neural Time Series Data: Theory and Practice” Майка Коена буде важливою та цікавою.

Перед тим, як йти далі, варто згадати частоту дискретизації. По суті, це лише інтервал, з яким ми записуємо наші дані. Оскільки носій завжди цифровий, дані з сигналу записуються дискретно: кожні n моментів часу, що виражається у тих самих герцах. Що стосується ЕЕГ це мілісекундні інтервали, і що вони менше, то точніше. Ми також можемо записати дані з однією частотою дискретизації, а обробити — з іншого, якщо та нижча за вихідну. Круті радянські та пострадянські інженери називають її частотою квантування.

Насамперед зупинимося на спектральному аналізі. В енцефалограмі є не одна, а кілька частот одночасно. Спектр потужності частот відображає енергію або потужність кожної з цих частот. Чим вище частота дискретизації, взята для даного аналізу, тим краще, але не переборщите: занадто висока частота дасть занадто хитромудрий нестабільний спектр з безліччю піків. Потрібно буде вибирати оптимальні параметри.

Що показує спектр? Спектр показує, яка частота (згадаємо ритми) найпотужніша на даному електроді в даний час. Буває ще середній діапазон: яка частота найпотужніша в середньому по всіх електродах в даний період. До речі, невеликі відрізки часу — кілька сотень мілісекунд — називають епохами.

Що таке найпотужніша частота/ритм? Це така, яку генерує найбільше тих пірамідних нейронів в даний період часу. Тих пірамідних нейронів, про які йшлося в розділі 1. А оскільки на ЕЕГ нерідко є кілька незалежних частот, спектральний аналіз може показати два піки. Наприклад, один вище та один нижчий. Це буде означати, що частота/ритм, що відповідає пику вище, у цьому відрізку часу найпотужніша, але була ще одна, менш потужна, вон та. Загалом з першого разу це не повинно бути зрозуміло.

Спектри потужності можна потім у вигляді топограми, тобто 2d графіка. Варіантів застосування спектрального аналізу безліч. Наприклад, як змінилася потужність бета-ритму до та після п'ятірної ін'єкції барбітурату.

Далі, когерентність. Це досить проста річ: раз у нашому мозку багато парних структур, чому б їм – у правому та лівому півкулях – не виробляти синхронні за фазою ритми. Когерентність — це лише ступінь синхронності. Однак варто мати на увазі, що норма за відхиленнями для різних ритмів дуже різна, а з індивідуальними особливостями людей може сягати 50%.

Тим не менш, показник важливий і багато говорить. Так, при калозотомії когерентність значно знижуєтеся, ніж до неї, що саме по собі не дивно, але говорить про важливість періодично дивитися на цей показник. У низці когнітивних досліджень звертають увагу і на викликану десинхронізацію, тобто неузгодженість ритму.

Наступний тип аналізу: ICA, аналіз незалежних компонентів, і PCA, аналіз основних. Для цього аналізу необхідно згадати, що у мозку одночасно різними генераторами, розташованими у різних місцях, генеруються різні ритми. У тих областях поверхні голови, де ці ритми накладаються один на одного, електрод реєструє їхню суму. Щоб знайти ці генератори, опускаючи дикий матан, існують ці два аналізи.

Останнє, але не останнє. Вчені захотіли піти далі та спробувати визначити місцезнаходження диполів, тобто генераторів ЕЕГ-сигналів. Це завдання назвали зворотним, а пряме - навпаки, визначити розподіл ЕЕГ-сигналів, якщо знаєш місце розташування диполя, його орієнтацію і точну провідність мозкових оболонок. Зворотне завдання: коли відомий ЕЕГ-сигнал, провідність мозкових оболонок та шукаєш диполь. Аби вирішити обох завдань потрібна хороша математична модель голови. В Інституті мозку людини, наприклад, використовують сферичну (хоча б не у вакуумі, хе-хе).

Це наближає нас до останнього аналізу, що описується тут: LORETA або sLORETA, відмінним, скажімо, тим, що другий — покращена версія першого. LORETA - зухвала ідея томографії низької роздільної здатності, що означає абревіатура. Взагалі вона базується на припущенні, що сусідні області мозку виробляють схожі електричні потенціали. Кора мозку тут моделюється як щільна сітка вокселів (тривимірних пікселів), кожному з яких надається певний заряд. В силу крайньої складності такого завдання з таким інструментом LORETA залишається приблизним, імовірнісним та базованим на припущеннях аналізом, проте її дані підтверджує практика. Зокрема інші нейрофізіологічні методи.

5. Нейрозворотний зв'язок

Принцип нейрозворотного зв'язку чудовий. Саме собою це одне з тих мозкових чудес, що продовжують радувати і дивувати (хоча все, пов'язане з мозком, чудово). Суть у тому, що можна навчитися змінювати ритми своєї ЕЕГ — начебто вчишся грі на піаніно чи складним гімнастичним рухам. Але ж там немає м'язів!

І в цьому полягає диво: ми, звично не володіючи ніяким контролем над своїм мозком, отримуючи індикатор — лампочку, що спалахує в потрібний момент, починаємо раптом цей контроль випробовувати. Потім можна без лампочки, що допомагала звірити свій стан з бажаним. Мозок запам'ятає налаштування. Повторю думку попередньої статті: у будь-якому місці, будь-якому середовищі, отримавши індикатор/сенсор, психіка отримує контроль над тим, з чим цей сенсор пов'язаний. Якщо трохи пофілософствовать, то і ЕЕГ, і вся меддіагностика - такий же сенсор, що дозволяє нам при нагоді застосувати таблетку: контроль зовнішній та непрямий. До того ж психіка тяжіє до контролю внутрішнього і прямого, подібно до газу, що прагне зайняти всі доступні обсяги. Тяга до розробки літальних апаратів, таблеток, написання комп'ютерних програм як необхідність обробляти хаос. Загалом, на певному базовому рівні можна постулювати кібернетичні уподобання психіки.

Ймовірно, це проявляється так: там, де в природі немає зворотного зв'язку, ми виготовляємо і використовуємо зовнішні засоби на кшталт пігулок. А там де є організм працює безпосередньо. Мабуть, там, де її раніше не було, а потім виникло, прямий контроль можливий. Ось виявилося, що мозком теж можна у певному сенсі "рухати". Чи не круто?!

Звичайно, не всі параметри можна контролювати, навіть із наявністю зворотного зв'язку. І не всі з тих, які можна, дають нескінченний ступінь свободи. Найлегше навести приклад: у першому випадку не можна переключити передачу на мануальній коробці без педалі зчеплення. У другому — скільки не натискати на газ, вище за швидкість на спідометрі не поїхати. Крім того, є третя ситуація: важлива неможливість контролю без механізму зворотного зв'язку. Датчик температури за бортом машини не дозволить змінювати цю температуру.

У випадку з нейрозворотним зв'язком такі межі є, наприклад, у регуляції гемодинаміки. Хоча саме по собі дивно, що навіть гемодинаміку - тобто рівень крові (гемоглобіну) в ділянці мозку - можна свідомо регулювати, різні дослідженнянамацують межу. У цілому ж людина може зазнати невдачі з контролем будь-якого параметра НС або через помилку експериментатора з вибором цього параметра, або через нездатність самої людини пов'язати з нею свій внутрішній стан. Або через помилку у розрахунках.

У чому, якщо коротко, суть нейрозворотного зв'язку?

Суть нейрозворотного зв'язку в тому, щоб, використовуючи певні показники ЕЕГ як індикатор, створити зворотний зв'язок в організмі і навчитися контролювати потрібні параметри. Контролюючи їх, можна змінювати свій психофізіологічний стан.

Початок цієї галузі досліджень було покладено близько 50-70 років тому. Усі протоколи НОС можна розділити на активуючі та розслаблюючі: за принципом того, як їхній результат впливає на метаболізм. Активуючі націлені збільшення високих частот, таких як бета; релаксуючі – на посилення низьких частот, таких як альфа.

Цілі НОС можна поділити на дослідницькі, клінічні та побутові. У випадку з побутовими допустимо обмежену кількість протоколів, що зарекомендували себе як медитативні, розслаблюючі та посилюючі концентрацію. Протоколи з двох інших груп можуть мати та мають протипоказання, побічні ефектита суворі умови, за яких вони корисні. Так, за допомогою НОС намагаються лікувати депресію та СНВГ, досить успішно справляються з резистентною до фармпрепаратів епілепсією. Проте застосування анти-СНВГ протоколу, скажімо, що активує бета-діапазон, на нормальній людині може спровокувати дратівливість та гнівливість.

Одне з, якщо не найголовніше питання клінічної та наукової НСЗ:

— Який параметр ЕЕГ змінювати, щоб досягти ефекту?

Для його вирішення є два принципи. По-перше, принцип нормалізації: дані ЕЕГ випробуваного або пацієнта за різними показниками порівнюють із великою кількістю даних здорових людей та знаходять відхилення. Відмінність стає мішенню, його намагаються "згладити". По-друге, параметр підбирають за ефективністю роботи з ним та результатами сторонніх досліджень щодо зв'язку цього параметра з шуканим ефектом. Параметрами можуть бути ERP, амплітуди, кількість певних ритмів чи когерентність.

Процедура складається з кількох кроків:

1. Запис енцефалограми того, кому проводитиметься. Для достатньої деталізації необхідно як мінімум 19 електродів. Для самої НОС, на щастя, може вистачити трьох (з референтом).
2. Вибір параметра та підбір/створення протоколу.
3. Сама сесія. Зазвичай по 10-30 хвилин, близько 10-50 разів для закріплення навички.
4. Перевірка: психологічна, цільового стану, наприклад, зміни відсотка епілептичних нападів, та ЕЕГ.

Що стосується побутової нейрозворотного зв'язку пункт 1 важливо, а 4 — майже неможливі. Пункт 2 зводиться до вибору з уже випробуваних у науці протоколів. Ось, до речі, і вони:

Альфа-релаксація

Є кілька версій такого протоколу, спільна мета якого – посилити альфа-активність. Як ми пам'ятаємо, альфа-ритм найкраще помітний у зоровій системі і сильніше порушується від зорових стимулів, тому процедуру люблять проводити із заплющеними очима, використовуючи звук як індикатор.

Від релаксації до творчого піднесення, настрою та самопочуття — цим протоколом навіть намагалися лікувати алкоголізм. Електрод встановлюється на Сz, що заземлює електрод на одній мочці вуха, а референтний - на іншій. Як параметр можна брати відношення амплітуди альфа-ритму до усередненої загальної амплітуди ЕЕГ.

Інший варіант: записувати лобові електроди F3 і F4 по відношенню до Cz і обчислювати асиметрію за формулою: (П - Л) / (П + Л), де П і Л - амплітуда альфа-сигналу на правому та лівому електродах. Коли значення перевищує 0, включаємо, наприклад, Шуберта, а зі зростанням цього значення посилюємо гучність від тихої до нормальної. Шуберта можна змінити на звуки пташиного літа.

Протокол Пеністона-Кулоски

Джедайська версія для просунутих ковбоїв. Використовує співвідношення альфа-і тета-ритмів. За деякими свідченнями, наводить людину в гіпнагогічне стан. Здобула високу популярність у 70-х, застосовуючись на ветеранах війни у ​​В'єтнамі з посттравматичними стресовими розладами та на звичайних людях без патологій. Авторський варіант включає 5 підготовчих сесій з аутогенними дихальними тренуваннями та біозворотним зв'язком за температурою: невеликі термометри кріпляться до пальця та голови та біозворотний зв'язок спрацьовує з невеликим підвищенням температури тіла. Людина розслабляється сильніше.

Потім розпочинається сама процедура. Електрод встановлюється на Pz (або Cz, або навіть Oz у різних версіях), електрод, що заземлює, на одній мочці вуха, а референтний - на інший. У класичному варіанті з градусниковою підготовкою електрод ставився на Oz, його референт на ліву мочку вуха, а заземлення на праву.

У класичному протоколі суб'єктів змушували візуалізувати сцени відмови від спиртного та паралельно розслаблятися. Вам це робити не треба. Натомість можна скористатися техніками самогіпнозу і уявити глибоке озеро, куди ви пірнаєте, занурюючись все глибше… і далі…

Високі спалахи альфи можна озвучувати високим звучанням тайського гонгу, а тіту - низьким. Відносне зростання альфа-активності можна асоціювати зі звуком моря, а тіту - з шелестом листя. Або навпаки.

Так загалом виглядають протоколи. Успішність окремої сесії та всієї процедури треба якось оцінювати. Наприклад, для сесії можна статистично порівняти показник параметра під час сесії та у спокої, і якщо відмінність є – добре. Те саме і для всієї процедури цілком. Крім того, варто підійти до питання вибору індикатора з часткою здорового глузду та творчості. Наприклад, звук краще підійде для альфа-тренування. А ось в Інституті мозку тобі покажуть улюблений фільм — і коли ти входитимеш у потрібний стан, зображення буде чіткіше. Тонко, так.

Треба сказати, що у широкій клінічній практиці НОС не застосовують… поки що. Частково ситуація склалася історично, коли ці дослідження відійшли на другий план через великий фармакологічний прорив. Почитати про НОС англійською можна тут: https://www.isnr.org/ . Або якщо книгу, то, наприклад, цю: "Neurofeedback: Transforming Your Life with Brain Biofeedback" за авторством Клер Олбрайт. Найбільш орієнтована професіоналів книга: Джон Демос, “Getting started with Neurofeedback”.

6. Межі методу

Енцефалографія, незважаючи на явні обмеження, продовжує давати нам багато чого. По-перше, це єдиний одночасно швидкий, дешевий та неінвазивний, тобто безболісний та нешкідливий, метод сканування мозку людини. На відміну від томографій, він швидкий - значить, підходить для багатьох когнітивних експериментів, де важливо дізнатися, в який момент часу, як і де відбувається обробка сигналу в мозку.

Проблема, звичайно, у “приблизно де”. На відміну від МРТ і незважаючи на витончену LORETA, сказати точно не виходить. Так, гіпотези від ЕЕГ треба додатково перевіряти, але загалом вони цілком надійні у межах поточної парадигми. Ще ЕЕГ виявляється незмінним чемпіоном у деяких клінічних областях, наприклад епілептології.

Розвинений останні десятиліття математичний апарат дозволив удосконалити обробку і локалізацію сигналу, що стимулювало інтерес до цього у когнітивної нейронауке. Те саме можна сказати про оновлене залізо. Та й вартість енцефалографів цілком прийнятна для переважної більшості університетів першого та другого світу. Кордони та область застосування вже більш-менш описані, тому зупинимося на спеціальному обмеженні, пов'язаному з часом. Чи не енцефалографа, а часом дозрівання науки.

Світ все частіше дивиться на мозок як на парламент нейронів, де кожна нервова клітина з 80 із чимось мільярдів має значення і, мабуть, здатна виконувати цілісну функцію. Як людина у суспільстві. Ми маємо десятки тисяч типів клітин, і всі вони різні. А ЕЕГ помічає лише малу дещицю цих різних агентів, упускаючи важливе. Якщо раніше носіями функцій вважалися нейронні ансамблі, колонки та інші форми організації, зараз багато хто бачить ними окремі клітини. Так чи інакше, когнітивні нейронауки вже давно чекають і мріють про новий інструмент.

А побутові нейровишукування чекають саме на ЕЕГ для того, щоб початися. Описана ситуація означає лише те, що ЕЕГ набагато абстрагованіший показник, ніж здається. Одночасно абстрагований та робітник. Жодної драми тут немає: це просто варто враховувати.

7. Нариси про побутовий енцефалограф

Один друг вивчав робототехніку в Шотландії, та його дипломною роботоюбуло збирання домашньої ЕЕГ-машини. Машина формально працювала, але сигнал був надто зашумлений. І я колись робив нейроорган на основі OpenEEG-схеми з тим самим результатом наприкінці. У першій у моєму житті нейрокогнітивної лабораторії стояв громіздкий і наддорогою ЕЕГ-девайс від NexStim. Комп'ютер визначав рівень якості сигналу кожному електроді за триколірною схемою. Навіть після години підготовки голови випробуваного рідко коли більшість із них були зеленими.

Комерційні прилади вже зараз представлені на будь-який смак та колір: від Emotiv до NecoMimi. Причини, через які вони не сертифіковані як медичні/дослідні, зрозумілі: готовність продукту, з одного боку, і ціна експертної перевірки та сертифікації, з іншого. Плюс є обмеження на поширення медтехніки. І якщо навіть рух очей створює серйозні артефакти на приладах солідніше, чи можемо ми гарантувати, що комерційні та переносні придатні для осудної реєстрації енцефалограми? Ні. Хоча вони показують якісь дані. Хоча якісь факультети якихось університетів навіть їх використовують. Хоча компанії покращують свої іграшки до стану осудних коштів.

Зараз про такі технології можна говорити лише як про допоміжні. Але вони вийдуть на поріг клінічних випробувань. Рано чи пізно вони вийдуть.

Якщо хтось із читачів цього нарису будує свій енцефалограф, всі ці факти йому знайомі. Вибираючи собі додому, я висунув би до такого девайсу такі вимоги.Прилад повинен вирішувати проблему 50-герцового шуму від електромережі або пропонувати варіанти розв'язання. Сигнали потрібно пропускати через комп'ютерні фільтри: низькочастотний та високочастотний, 1 Гц та 50+ Гц. Не водночас, а по черзі. Для цього потрібен або софт, або інтеграція з наявним софтом (Matlab, EEGLAB, FieldTrip), або робити це апаратно. Останнє — свідомо поганий варіант. Добре було б мати можливість одночасного підключення від 8+ електродів. Обов'язково мати референтний електрод і ідеально можливість міняти монтаж.

Найлогічне застосування побутового девайсу: нейротерапія, рекреація та нейрозворотний зв'язок. Розслабитися, зняти біль та стрес, зробити добре, помедитувати. Найлогічніша процедура: сидячи у зручному кріслі, щонайменше рухаючи очима та всім іншим. Якщо ж намагатися повторити вдома когнітивні експерименти з виявленням ERP: процедура приблизно та ж.

Це майбутнє, яке ще не настало, але настане ось-ось. Соціальний запит на нейродевайси зростатиме. ЕЕГ досягне потрібного ступеня досконалості.

Можливо, до прочитання цієї замітки деякі положення у ній вже застаріють. Загалом же, підбиваючи якийсь підсумок, нехай буде думка, що ЕЕГ — це інструмент, на який ми заслужили.

Дорогий читачу! Якщо ти виявив у тексті помилку – то допоможи нам її усвідомити та виправити, виділивши її та натиснувши Ctrl+Enter.

Views: 16 642

За допомогою методу електроенцефалографії (абревіатура ЕЕГ), поряд з комп'ютерною або магнітно-резонансною томографією (КТ, МРТ), вивчається діяльність головного мозку, стан його анатомічних структур. Процедурі відведена велика роль виявленні різних аномалій шляхом вивчення електричної активності мозку.

ЕЕГ - автоматична запис електричної активності нейронів структур головного мозку, що виконується за допомогою електродів на спеціальному папері. Електроди кріпляться до різних ділянок голови та реєструють діяльність мозку. Таким чином, здійснюється запис ЕЕГ у вигляді фонової кривої функціональності структур розумового центру у людини будь-якого віку.

Виконується діагностична процедура при різних ураженнях центральної нервової системи, наприклад, дизартрії, нейроінфекції, енцефалітах, менінгітах. Результати дозволяють оцінити в динаміці патології та уточнити конкретне місце ушкодження.

ЕЕГ проводиться відповідно до стандартного протоколу, який відстежує активність у стані сну та неспання, з проведенням спеціальних тестів на реакцію активації.

Дорослим пацієнтам діагностика здійснюється у неврологічних клініках, відділеннях міських та районних лікарень, психіатричному диспансері. Щоб бути впевненим у аналізі, бажано звернутися до досвідченого фахівця, який працює у відділенні неврології.

Дітям до 14 років ЕЕГ проводять виключно у спеціалізованих клініках лікарі педіатри. Психіатричні лікарні не роблять процедури маленьким дітям.

Що показують результати ЕЕГ

Електроенцефалограма показує функціональний стан структур головного мозку при розумовому, фізичному навантаженні, під час сну та неспання. Це абсолютно безпечний і простий метод, безболісний, що не потребує серйозного втручання.

Сьогодні ЕЕГ широко застосовується у практиці лікарів-неврологів при діагностиці судинних, дегенеративних, запальних уражень головного мозку, епілепсії. Також метод дозволяє визначити розташування пухлин, травматичних ушкоджень, кіст.

ЕЕГ із впливом звуку чи світла на пацієнта допомагає висловити справжні порушення зору та слуху від істеричних. Метод застосовується для динамічного спостереження за хворими у реанімаційних палатах, у стані коми.

Норма та порушення у дітей

1. ЕЕГ дітям до 1 року проводять у присутності матері. Дитину залишають у звуко- та світлоізольованій кімнаті, де її кладуть на кушетку. Діагностика займає близько 20 хвилин.
2. Малюкові змочують голову водою або гелем, а потім надягають шапочку, під якою розміщені електроди. На вуха розміщують два неактивні електроди.
3. Спеціальними затискачами елементи з'єднуються з проводами, які підходять до енцефалографа. Завдяки невеликій силі струму процедура повністю безпечна навіть для немовлят.
4. Перш ніж почати моніторинг, голову дитини мають рівно, щоб не було нахилу вперед. Це може викликати артефакти та спотворити результати.
5. Немовлятам ЕЕГ роблять під час сну після годування. Важливо дати насититися хлопчику або дівчинці безпосередньо перед процедурою, щоб він поринув у сон. Суміш дають у лікарні після проведення загального медогляду.
6. Малюкам до 3 років енцефалограму знімають лише у стані сну. Діти старшого віку можуть спати. Щоб дитина була спокійною, дають іграшку чи книжку.

Важливою частиною діагностики є проби з відкриванням та заплющуванням очей, гіпервентиляцією (глибоке та рідкісне дихання) при ЕЕГ, стисненням та розтисканням пальців, що дозволяє дезорганізувати ритміку. Усі тести проводяться у вигляді гри.

Після отримання атласу ЕЕГ лікарі діагностують запалення оболонок та структур мозку, приховану епілепсію, пухлини, дисфункції, стрес, перевтому.

Ступінь затримки фізичного, психічного, розумового, мовного розвитку здійснюється за допомогою фотостимуляції (миготіння лампочки при закритих очах).

Значення ЕЕГ у дорослих

Дорослим процедура проводиться з дотриманням таких умов:

• тримати під час маніпуляції голову нерухомої, виключити будь-які дратівливі фактори;
• не приймати перед діагностикою заспокійливі та інші препарати, що впливають на роботу півкуль (Нервіплекс-Н).

Перед маніпуляцією лікар проводить з пацієнтом бесіду, налаштовуючи його на позитивний лад, заспокоює та вселяє оптимізм. Далі на голову кріплять спеціальні електроди, підключені до апарату, вони зчитують показання.

Дослідження триває лише кілька хвилин, абсолютно безболісно.

За умови дотримання вищеописаних правил за допомогою ЕЕГ визначаються навіть незначні зміни біоелектричної активності головного мозку, що свідчать про наявність пухлин або початок патологій.

Ритми електроенцефалограми

Електроенцефалограма мозку показує регулярні ритми певного типу. Їхня синхронність забезпечується роботою таламуса, що відповідає за функціональність всіх структур центральної нервової системи.

На ЕЕГ присутні альфа-, бета-, дельта, тетраритми. Вони мають різні властивості і демонструють певні ступені активності мозку.

Альфа – ритм

Частота цього ритму варіює в діапазоні 8-14 Гц (у дітей з 9-10 років і дорослих). Виявляється майже у кожної здорової людини. Відсутність альфа ритму говорить про порушення симетрії півкуль.

Найвища амплітуда властива у спокійному стані, коли людина перебуває у темному приміщенні із заплющеними очима. При розумової чи зорової активності частково блокується.

Частота у діапазоні 8-14 Гц говорить про відсутність патологій. Про порушення свідчать такі показники:

• alpha активність реєструється у лобовій частці;
• asymmetry міжпівкуль перевищує 35%;
• порушена синусоїдальність хвиль;
• спостерігається частотний розкид;
• поліморфний низькоамплітудний графік менше 25 мкВ або високий (більше 95 мкВ).

Порушення альфа-ритму свідчать про ймовірну асиметричність півкуль (asymmetry) внаслідок патологічних утворень (інфаркт, інсульт). Висока частота говорить про різні пошкодження головного мозку або черепно-мозкову травму.

У дитини відхилення альфа-хвиль від норм є ознаками затримки психічного розвитку. При недоумстві альфа-активність може бути відсутнім.

У нормі поліморфна активність у межах 25 – 95 мкВ.

Бета активність

Beta-ритм спостерігається у прикордонному діапазоні 13-30 Гц та змінюється при активному стані пацієнта. При нормальних показниках виражений у лобовій частці, що має амплітуду 3-5 мкВ.

Високі коливання дають підстави діагностувати струс мозку, поява коротких веретен - енцефаліт і запальний процес, що розвивається.

У дітей патологічний бета-ритм проявляється при індексі 15-16 Гц та амплітуді 40-50 мкВ. Це сигналізує про високу ймовірність відставання у розвитку. Домінувати бета-активність може через прийом різних медикаментів.

Тета-ритм та дельта-ритм

Дельта-хвилі проявляються у стані глибокого сну та при комі. Реєструються на ділянках кори головного мозку, що межують із пухлиною. Рідко спостерігаються в дітей віком 4-6 років.

Тета-ритми варіюються в діапазоні 4-8 Гц, продукуються гіпокамп і виявляються в стані сну. При постійному збільшенні амплітудності (понад 45 мкВ) говорять про порушення функції головного мозку.

Якщо тета-активність збільшується у всіх відділах, можна стверджувати про тяжкі патології ЦНС. Великі коливання сигналізують наявність пухлини. Високі показники тета- та дельта-хвиль у потиличній області говорять про дитячу загальмованість та затримку у розвитку, а також вказують на порушення кровообігу.

БЕА - Біоелектрична активність мозку

Результати ЕЕГ можна синхронізувати у комплексний алгоритм – БЕА. У нормі біоелектрична активність мозку має бути синхронною, ритмічною, без осередків пароксизмів. У результаті фахівець вказує, які саме порушення виявлено і на підставі цього проводиться висновок ЕЕГ.

Різні зміни біоелектричної активності мають інтерпретацію ЕЕГ:

• відносно-ритмічна БЕА – може свідчити про наявність мігрені та головного болю;
• дифузна активність – варіант норми за умови відсутності інших відхилень. У поєднанні з патологічними генералізаціями та пароксизмами свідчить про епілепсію або схильність до судом;
• знижена БЕА – може сигналізувати про депресію.

Інші показники у висновках

Як навчитися самостійно інтерпретувати експертні висновки? Розшифровка показників ЕЕГ представлена ​​у таблиці:

Консультації фахівців у галузі медицини онлайн допомагають людям зрозуміти, як можуть розшифровуватися ті чи інші клінічно значущі показники.

Причини порушень

Електричні імпульси забезпечують швидку передачу сигналів між нейронами мозку. Порушення провідникової функції відбивається на стан здоров'я. Усі зміни фіксуються на біоелектричній активності під час проведення ЕЕГ.

Існує кілька причин порушень БЕА:

• травми та струси – інтенсивність змін залежить від тяжкості. Помірні дифузні зміни супроводжуються невираженим дискомфортом та потребують симптоматичної терапії. При тяжких травмах характерні сильні ушкодження провідності імпульсів;
• запалення із залученням речовини головного мозку та спинномозкової рідини. Порушення БЕА спостерігаються після перенесеного менінгіту чи енцефаліту;
• ураження судин атеросклерозом. На стадії порушення помірні. У міру відмирання тканин через нестачу кровопостачання погіршення нейронної провідності прогресує;
• опромінення, інтоксикація. При радіологічному ураженні виникають загальні порушення БЕА. Ознаки токсичного отруєння необоротні, вимагають лікування та впливають на здатність хворого виконувати повсякденні завдання;
• супутні порушення. Найчастіше пов'язані з тяжкими ушкодженнями гіпоталамуса та гіпофіза.

ЕЕГ допомагає виявити природу варіативності БЕА та призначити грамотне лікування, що допомагає активувати біопотенціал.

Пароксизмальна активність

Це показник, що реєструється, що свідчить про різке зростання амплітуди хвилі ЕЕГ, з позначеним осередком виникнення. Вважається, що це явище пов'язане лише з епілепсією. Насправді пароксизм характерний для різних патологій, у тому числі набутого недоумства, неврозу та ін.

У дітей пароксизми може бути варіантом норми, а то й спостерігається патологічних змін у структурах мозку.


При пароксизмальної активності порушується переважно альфа-ритм. Білатерально-синхронні спалахи та коливання виявляються в довжині та частоті кожної хвилі у стані спокою, сну, неспання, тривоги, розумової діяльності.

Пароксизми виглядають так: переважають загострені спалахи, які чергуються з повільними хвилями, а при посиленні активності виникають так звані гострі хвилі (спайк) - безліч піків, що йдуть один за одним.

Пароксизм при ЕЕГ вимагає додаткового обстеження у терапевта, невролога, психотерапевта, проведення міограм та інших діагностичних процедур. Лікування полягає в усуненні причин та наслідків.

При травмах голови усувають пошкодження, відновлюють кровообіг і проводять симптоматичну терапію. При епілепсії шукають, що спричинило її (пухлина або ін.). Якщо хвороба вроджена, зводять до мінімуму кількість нападів, больовий синдром та негативний впливна психіку.

Якщо пароксизми є наслідком проблем із тиском, проводиться лікування серцево-судинної системи.

Дизритмія фонової активності

Чи означає нерегулярність частот електричних мозкових процесів. Це виникає внаслідок таких причин:

1. Епілепсія різної етіології, есенціальна гіпертензія. Спостерігається асиметрія в обох півкулях з нерегулярною частотою та амплітудою.
2. Гіпертонія – ритм може зменшитись.
3. Олігофренія - висхідна активність альфа-хвиль.
4. Пухлина або кіста. Спостерігається асиметрія між лівою та правою півкулею до 30%.
5. Порушення кровообігу. Знижується частота та активність залежно від вираженості патології.

Для оцінки дизритмії показанням до ЕЕГ є такі захворювання, як вегетосудинна дистонія, вікове або вроджене недоумство, черепно-мозкові травми. Також процедура проводиться при підвищеному тиску, нудоті, блювоті у людини.

Ірритативні зміни на ЕЕГ

Ця форма порушень переважно спостерігається при пухлинах з кістою. Характеризується загальномозковими змінами ЕЕГ у вигляді дифузно-кіркової ритміки з переважанням бета-коливань.

Також ірритативні зміни можуть виникнути через такі патології, як:

• менінгіт;
• енцефаліт;
• атеросклероз.

Що таке дезорганізація кіркової ритміки

Виявляються як наслідок травм голови та струсів, які здатні спровокувати серйозні проблеми. У цих випадках енцефалограма показує зміни, що відбуваються в головному мозку та підкірці.

Самопочуття пацієнта залежить від наявності ускладнень та їхньої серйозності. Коли домінує недостатньо організована кіркова ритміка легкій формі- це впливає самопочуття пацієнта, хоча може викликати певний дискомфорт.

Візитів: 49 637

Щоб зрозуміти тета-стан, спочатку треба зрозуміти теорію мозкових хвиль. Існує п'ять різних частот, на яких може працювати наш мозок: бета-хвилі, альфа-хвилі, тета-хвилі, дельта- та гамма-хвилі. Частотні характеристики нашого мозку постійно змінюються, оскільки він постійно випромінює хвилі у всіх частотних діапазонах. Все, що ви робите і кажете, управляється хвильовою частотою діяльності вашого мозку, яка в кожній конкретній ситуації переважатиме над іншими його частотами.

Як відомо, наш мозок складається з величезної кількості нейронів, пов'язаних між собою синаптичними зв'язками. Взаємодіючи за допомогою цих зв'язків, нейрони формують електричні імпульси, які контролюють діяльність нашого організму.

Гамма - частота коливання вище 30 герц;
Бета - від 14 до 30 герц;
Альфа - від 8 до 13 герц;
Тета – від 4 до 8 герц;
Дельта – нижче 4 герц.

Наприклад, мозок випромінює 13 герц (тобто в інтервалі від високих альфа до низьких бета хвиль) коли ми перебуваємо у стані активної розумової діяльності. Доведено, що коли людина відчуває труднощі з навчанням та концентрацією своєї уваги, у нього спостерігається дефіцит випромінювання хвиль цієї частоти у певних областях мозку, які відповідають за таку активність.

Гамма-хвилі, вище 36 герц. Гамма-хвилі - єдині, які мозок генерує всюди, тобто вони реєструються не в окремих областях, а в кожній точці голови. Вважається, що коли людина потребує одночасного інтегрального зв'язку з інформацією зі своїх різних сховищ, то мозок генерує гамма-хвилі. Хороша пам'ять кореспондується з гамма-хвилями 40 герц, а нестача їх призводить до зниження здатності запам'ятовувати. Ефект від тренування «гамма-станів» офіційною наукою не озвучується і вважається поки що невідомим.

Бета-хвилі, 14 - 30 герц. Бета хвилі – «швидкі» хвилі і реєструються завжди, тобто вважаються нормальними, коли очі дорослої людини відкриті і її стан можна назвати алертним, тобто активно залученим до зовнішнього світу з усвідомлюваним або неусвідомленим підвищеною увагою, хвилюванням або збудженням. Щоразу, коли ви думаєте, говорите або з кимось спілкуєтесь, ваш мозок працює в діапазоні бета-частот. У стані переважання бета-хвиль людина активна, її увага спрямована на навколишній світі події, що відбуваються в ньому. У цьому стані домінування бета-хвиль щодня перебуває практично кожна людина сучасного суспільстваі можна сказати, що «бета-стан» – це часто «біля стресового» стану.

Бета-хвилі поділяються на 3 групи:
Низькі бета-хвилі: 13-16 герц. Цей стан характеризується легким залученням до зовнішнього світу, тобто людина вже не розслаблена, але ще не сильно збуджена. Свідоме тренування низьких бета хвиль може розвивати навички спокійної концентрації та усвідомленого управління увагою.

Середні бета-хвилі: 16-18 герц. Цей стан характеризується усвідомленням себе і зовнішнього світу та залученням до нього, тобто людина вже збуджена, але ще не в стресі. Їхнє свідоме тренування може розвивати різні розумові здібності, наприклад, фокусуватися на одній думці. Зростання IQ неможливе без тренування цих хвиль.

Високі бета-хвилі: 18 - 30 герц. Цей стан характеризується збудженим залученням у світ. Таким чином, бета хвилі можна порівняти з підвищеними швидкостями автомобіля та використанням цих швидкостей у різних режимах – як для швидкого досягнення місця призначення по перевантаженим пробками дорогах міста, так і для гонки, що виділяє адреналін, без обмеження швидкості по нічних трасах!

Альфа-хвилі, 7-14 герц. Хоча альфа-хвилі лежать у діапазоні 7,5 – 14 герц вважається, що їх нормальна частота у здорової людини припадає на 10 герц. Цей ритм вважається нормальним для дорослої людини, яка знаходиться в активному, але при цьому розслабленому та комфортному психофізичному стані, коли увага не сильно відволікається на інформацію, що надходить, і її обробку. У такому стані альфа-ритм домінує у людей віком від 13 років та старших.

Стан переважання альфа-хвиль – це перехідний стан – своєрідний місток між бета- та тета-частотними характеристиками роботи мозку. Перебування в альфа-стані характеризується дуже розслабленим, медитативним станом розуму. У такому стані до людини приходять видіння на яву; ці ж хвилі відповідальні за наші мрії та фантазії. Цей стан має на увазі набагато менш зосереджений і абстрактний погляд на світ.

Люди, чий мозок недостатньо добре працює у цьому діапазоні, зазвичай мають проблеми з пам'яттю. Наприклад, якщо ви пам'ятаєте, що бачили сон, який вас вразив, але не можете його згадати, це свідчить про недостатню генерацію альфа-частот. Саме тому вам не вдається створити зв'язок між своєю свідомістю та підсвідомістю. Щоб краще зрозуміти перебування в альфа-стані, закрийте очі і уявіть собі захід сонця. Нехай перед вашим внутрішнім поглядом постане сонце, що сідає в океан, і чайки, що низько ширяють недалеко від берега. Це початок входження до альфа-стану.

Коли тестували на електроенцефалографі енергетичних цілителів, що працюють у системі Рейки, то виявили, що вони активно використовують хвилі альфа-діапазону. Практикуючі систему Рейки підключають своє тіло до енергетичного джерела і потім через свої руки спрямовують цю енергію на лікування пацієнтів. Електроенцефалограф показав, що коли енергія Джерела входить у тіло цілителя, а потім перенаправляється через руки для зцілення, його мозок перебуває в альфа-фазі. Відомо, що в альфа-стані можна знімати біль, і воно активно використовується в лікуванні.

Вчені вважають, що альфа-хвилі генеруються білою речовиною мозку, яка, у свою чергу, пов'язує всі частини мозку один з одним. В альфа-стані здорова людина здатна ефективно впоратися з будь-якими завданнями. При цьому базовий рівень генерації альфа-хвиль вищий у екстравертів, ніж у інтровертів. Альфа-частота мозку є дуже важливою для навчання та засвоєння нової інформації, а також пов'язується з вирішенням творчих завдань, креативністю та ментальною роботою. Коли альфа ритм людини в нормі, вона перебуває в хорошому настрої і бачить світ позитивно. Найбільш просто збільшити альфа-хвилі, заплющивши очі і дихаючи глибоко і спокійно, а зменшити – почавши, наприклад, вважати про себе. Тренування альфа-тета ритмів призводить до балансу, самоконтролю, розвиває абстрактне мислення та довільне керування увагою.

Тета-хвилі, 4-7 герц. Вони з'являються у нас у дуже спокійному стані розумової активності і тіта-хвилі прийнято кореспондувати з такими станами, як спогад, мріяння та фантазування. Вважається, що тіта-хвилі пов'язують свідомість та підсвідомість, і для доступу до сховища цієї інформації необхідно розвивати посилення саме цих хвиль. Тета-хвилі посилюються під час концентрації на внутрішньому світі, медитації, молитві та інших духовних практик.

Тета-фаза – стан дуже глибокого розслаблення. У цьому стані хвилі мозку уповільнюються до 4-7 коливань на секунду. Відлюдникам доводиться багато років медитувати, щоб глибоко поринути в тета-стан, і вже в ньому вони досягають повного усвідомлення. Тета-хвилі належать нашій підсвідомості; вони відповідають за ту частину нашого мозку, яка знаходиться між свідомістю та несвідомим. Це місце, де зберігаються наші спогади та переживання. Також тіта-хвилі відповідають за наші погляди, переконання та поведінку.

Коли тета-хвилі переважають, людина відчуває творче піднесення і натхнення, яке переживання носять піднесено духовний характер. У тіта стані ми дійсно знаємо, що Бог існує, нам абсолютно ясно, що Він є. Коли, увійшовши в тета-стан, ми закликаємо Творця, ми з'єднуємося з Ним. Коли ви, практикуючи Тета-зцілення, уявляєте, що залишаєте своє тіло через вищу чакру, ваш мозок все ще працює в альфа-діапазоні, що відображається на показаннях електроенцефалографа. Однак коли свідомість здіймається над вищою чакрою і починає шукати зустрічі з Богом, енцефалограф показує, що діяльність мозку автоматично переключається на роботу в тета-діапазоні. Вважається, що дорослі не генерують достатньо тета-хвиль в активному повсякденному стані і випромінюють їх тільки уві сні, а ось діти до 13 років живуть саме в надлишку тета-хвиль. Активність тета-хвиль також пов'язують із активністю лімфатичної системи.

Коли тета-ритм мозку відповідає нормі, людина почувається спокійно та умиротворено. Коли ми перебуваємо у стресі чи негативних емоціях, то рівень діагностованих при цьому тета-хвиль дуже низький. Тренування у посиленні тета-хвиль дозволяє свідомо входити в медитативні стани, налаштовує зв'язок розуму та тіла, а також підвищує здатність швидко концентруватися та керувати увагою.

Дельта-хвилі, 0.1 - 4 герц. Найнижча із реєстрованих частот мозку – це дельта-частота. Це найвищі за амплітудою та найповільніші за частотою хвилі. Мозок людини випромінює хвилі такої частоти в стані глибоко сну або в так званих станах трансу. Дельта-хвилі пов'язані зі станами, коли ми з цікавістю залучаємось до будь-якого процесу. Ці хвилі домінують у активності мозку дітей до одного року. Вважається, що дельта хвилі пов'язані з нашим несвідомим, і для отримання інформації з цієї галузі ми повинні посилювати дельта хвилі з тим, щоб розфокусуватися з навколишнім нас фізичним світом. Якщо ж нам потрібно досягти високого ступеня концентрації і сфокусуватися на будь-якій задачі, то дельта хвилі повинні послаблюватися.