Управление ритмами работы мозга. Энцефалограмма: хорошая, плохая, твоя, или ритмы мозга и как их готовить

От редакции. Публикуем здоровенный авторский материал , посвящённый электроэнцефалографии. От истории метода и границ его применимости до краткого экскурса в теорию нейрообратной связи, ритмику головного мозга и то, как выбрать энцефалограф для личных нужд, фильтровать шумы и правильно накладывать электроды. Неповторимый авторский стиль прилагается.

Многие из вас слышали про ЭЭГ и знают некоторые принципы её работы. Другие замечали её упоминание в массовой культуре и повседневной речи. Электроэнцефалография — один из самых сложных методов анализа мозговой активности и один из самых доступных: лет через пять нейродевайсы пробьют свой путь на рынок и ЭЭГ станет вторым после tDCS ящичком в твоём кармане, _username. Уже сейчас мы видим коллективы потрясающих людей, бьющихся над благородной проблемой дешёвого бытового энцефалографа — для медитаций, улучшения самочувствия и отладки психических процессов. Всё громче слышны названия OpenEEG и OpenBCI, окружённые плеядами малых проектов, объединённых общей мечтой. Не стимуляция мозга, а именно чтение мозговой информации, по моему мнению, приведёт к прорыву в бытовой психомашинерии: потому что мозг сам справляется с задачей отладки — был бы индикатор, указывающий правильный путь. ЭЭГ и есть этот индикатор.

Хотя, энцефалограмма не то, чем кажется. Все её стадии — от монтажа электродов до анализа данных — требуют серьёзной работы. Как будто мало забот, ЭЭГ ещё и косвенный показатель. До сих пор нет единой теории, что конкретно порождает её сигнал. Зато есть правильная фраза профессора Аллахвердова: “Мы изучаем работу мозга так, как если бы изучали работу компьютера по шуму кулера”. Это именно про ЭЭГ.

Поэтому электроэнцефалограф — хороший, плохой и твой инструмент. В скором будущем, к которому мы все причастны, ЭЭГ выйдет за рамки лабораторий и интерфейсов мозг-компьютер — которые не такая уж и сложная проблематика — в область бытовых нейротерапии и нейрообратной связи. В этом коротком обзоре, не претендующем ни на избыточность, ни на абсолютную правоту, мы разберёмся, как это работает и как с этим можно работать.

1. Сигнал ЭЭГ. Энцефалограф

В задачи очерка не входит история, потому не станем останавливаться на том, когда и кем была записана первая энцефалограмма. Она была записана в 1928-м Гансом Бергером. Современная ЭЭГ представляет из себя запись электрической активности с поверхности головы от нескольких десятков электродов — похожую на картинку с сейсмографа. Первые показатели, с которыми сталкивается исследователь, — это амплитуда, то есть сила сигнала, показанная как высота волны, и частота — то, как часто эти волны повторяются в единицу времени. Амплитуду меряют в микровольтах, в среднем она колеблется от нуля до двухсот. Это слабый, трудно регистрируемый ток, требующий очень хорошего соединения с головой. Для достижения большей чувствительности изредка применяют электрокортикографию — когда электроды слегка вживляются в скальп. Этот не слишком гуманный метод требует предельных обоснований и веских причин, ЭЭГ же относится к т. н. неинвазивным, то есть не проникающим в голову инструментам. Из разновидностей неинвазивных электродов можно выделить “жидкие”, “активные” и “сухие”. Жидкие требуют наличия специального токопроводящего геля, похожего на вязкую слизь, который обычно заливается в дырки, расчищенные от волос зубочисткой, и после эксперимента девушки-испытуемые просят лабораторный душ.

Сухие, соответственно, не требуют. Стоит ли говорить, какой тип электродов является золотым стандартом в когнитивной нейронауке?

Вопрос, какие электроды лучше, всё же довольно сложен. В нейрооргáне я использовал сухие активные от OpenEEG, но шумели они, как бур на Кольской сверхглубокой. Почему нельзя выяснить, какой тип электродов работает лучше? Потому что академии ещё не договорились о стандартах их контрастного анализа, а также из-за противоречивости ЭЭГ, о которой пойдёт речь далее. Нужно больше данных и сравнений, и тот факт, что не существует двух одинаковых энцефалограмм, не упрощает задачу. Вместе с тем сухие электроды, вероятно, вытеснят жидкие в бытовых приборах.

Помимо того, электроды делятся на активные и пассивные. Активные снабжены некоторыми электросхемами на поверхности, позволяющими усиливать сигнал. Почему же не использовать только активные электроды? Потому что активные электроды очень чувствительны и к помехам, отчего падает статистическая мощность исследования с их участием. Тогда можно ли их вообще применять? Да, но с большим числом экспериментальных проб. То есть эксперименты будут длиннее. Зато не нужно возиться с подготовкой головы, гелями и душем впоследствии. Логично ли использовать активные сухие электроды для бытового энцефалографа? Зависит от поставленных вами целей, но поскольку такой ответ ничего не объясняет, скажу, что да.

Поговорим про генерацию сигнала ЭЭГ. Это одна из самых важных вещей, которые необходимо понять. Если сама энцефалограмма — это электрическое поле на поверхности головы, которое мы считываем, то что именно в мозге его создаёт? Возможно, вы удивитесь, но ответ окажется несколько длинным.

Вспомним азы нейроанатомии. В мозге есть белое и серое вещества: серое — это тела нервных клеток, нейронов. Белое — это миелин, защитное покрытие, которое создают глиальные клетки, до недавнего времени считавшиеся служебными и помогающими нейронам с метаболизмом. Теперь у глиальных клеток находят много других ролей — и это перспективная, отдельная область исследований. Миелин защищает и совершенствует проводящие пути мозга, которые состоят из пучков аксонов. Аксон — это очень длинный отросток нейрона, который передаёт сигнал на другой нейрон.

У одного нейрона, как правило, один аксон, но может быть и несколько. Аксон может разветвляться, но не сильно. Проводящие пути состоят из десятков тысяч аксонов, идущих от одних нейронов к другим. Можно сказать, мозг ими пронизан. Надо ли запоминать эти подробности детально? Необязательно. Хотя для ответа на вопрос, откуда берётся сигнал с ЭЭГ, они пригодятся. Итак, аксон передаёт сигнал от нейрона к нейрону, а принимает — дендрит. Дендрит — очень интересная структура, названная так из-за своей древовидности. Это отходящая от тела нейрона разветвлённая сеть, к которой присоединены десятки тысяч аксонов. Такое соединение называется синапс. Некоторые синапсы могут возбуждать нервную клетку, иные — затормаживать. Если сумма сигналов будет в пользу возбуждающих и определённый порог будет достигнут — нейрон сгенерирует потенциал действия — электрический разряд — и пошлёт на дендриты других нейронов через аксон. То есть сам засигналит.

Модель, конечно, упрощена. Во-первых, аксоны выходят не только на дендриты: есть аксо-аксональные и аксо-соматические соединения. Первые соединяются с другими аксонами, другие подходят непосредственно к телу нейрона. Такая логика имеет смысл: допустим, сигнал от Х экстремально важен — тогда аксон коммутирует непосредственно на клетку и получает прямой доступ к ней, минуя “голосование” на дендритах. На дендритах тысячи возбуждающих и тысячи тормозящих сигналов складываются, предопределяя, будет ли возбуждение или торможение, но независимо от их суммы — этот критический сигнал Х достигнет своего результата напрямую.

То есть нейроны в мозге посылают друг другу сигнал через аксоны. Большинство аксонов приходят на дендриты, где потенциалы суммируются. Разряд нейрона после достаточной активации — это потенциал действия. Есть тормозящие и есть возбуждающие нейроны: первые тормозят активацию тех, к кому они присоединены, другие, наоборот, усиливают.

Картина, нарисованная здесь, очень приблизительная, но её уже достаточно для ответа. В мозге существует множество видов нервных клеток, различающихся по функциям, размеру и форме, числу аксонов и дендритов: звездчатые, пирамидные, интернейроны и прочие. Во-первых, считается, что сигнал, который мы видим, производят пирамидные нейроны. Пирамидные — самые крупные, иногда сверхмассивные по меркам нервной клетки, с телами, напоминающими пирамиду. Представим, что пирамидка перевёрнута: из её основания выходит апикальный — обращённый к поверхности мозга — дендрит. Из вершины, смотрящей вниз, спускается длинный аксон.

То есть пирамидные нейроны производят сигнал для ЭЭГ?

Практически. Когда сигнал с аксона приходит на дендрит, тот, условно говоря, становится заряжен положительно (вернее, менее отрицательно, чем было). Вокруг него формируется положительно заряженное электрическое поле. Тело нейрона, находящееся в относительном отдалении, всё ещё остаётся отрицательно заряженным. Это создаёт так называемый диполь: положительный заряд на одном конце и отрицательный на другом. Когда миллиарды этих диполей возникают синхронно, сила их становится достаточной, чтобы быть уловленной электродами. Во-вторых, сигнал, который мы видим на ЭЭГ, производят не все пирамидные клетки — и большинство из тех, что производят, расположены перпендикулярно поверхности головы. Почему так? Потому что электрические поля довольно слабы и в такой конфигурации они лучше регистрируются.

То есть ЭЭГ ловит слабые флуктуаций лишь некоторых, а именно перпендикулярных черепу пирамидных нейронов, чьи дендриты находятся в близких к поверхности головы мозговых слоях, и весь прочий цирк никак не учитывает? Да. Более того, работа “всей прочей” конницы чаще всего всплывает в виде разнообразных и нежелательных, требующих фильтрации шумов. Тогда есть ли от этого всего прок? Тоже да.

Можно ли сказать, что картину ЭЭГ рисуют сигналы некоторых перпендикулярных поверхности головы пирамидных нейронов?

Увы, сказать это с точностью нельзя. Есть пара нюансов:

1. Помимо аксо-дендритных, существуют аксо-соматические соединения, которые переворачивают диполь. А это значит, что мы не можем точно сказать, что отражает электрическое поле конкретного дендрита: сам сигнал (деполяризацию) или фазу молчания (реполяризацию).
2. Во-вторых, пока поле дойдёт до головы, пройдёт некоторое время. Пусть и очень короткое.
3. В-третьих, исследования отношений нейронного импульса и энцефалограммы продолжаются.

Короче, Склифосовский, в тот миг, когда амплитуда на ЭЭГ идёт вверх, значит ли это, что какие-то из тех пирамидных нейронов синхронно сигналили или, наоборот, в это мгновение они синхронно молчали? Можно ли сказать, глядя на ЭЭГ: ага, вот там и тогда они были активны?

Да чтобы я знал. Однако будем считать, что да. Поскольку мы пробуем разобраться, как всё на самом деле работает, ответ не будет лёгким. А потому даже хорошо, что постановка именно этого вопроса лишена практического смысла. Мы видим синхронную активность, и нам ясно, что она так или иначе связана с импульсами. Произошёл ли импульс в эту самую миллисекунду или чуть до-после, не сильно важно, ведь этот импульс суммарный, а значит, всё равно абстрагированный от единичной клетки. Если всё-таки углубляться в вопрос, можно найти цитаты вроде “мы также обнаружили, что низкочастотные компоненты локального электрического поля сильнее всего коррелируют с силой ЭЭГ-ответа”, намекающие на то, что эти отношения ещё и неоднородны. Тех, кого интересует именно этот вопрос, направим по следу “local field potential — EEG relations” в google scholar, тем временем возвращаясь к основному:

Что же порождает энцефалограмму?

Энцефалограмму порождают электрические поля на дендритах некоторых пирамидных нейронов, перпендикулярно расположенных к поверхности головы. Чем сильнее амплитуда (выше волна), тем больше нейронов разряжаются одновременно.

А чем сильнее частота — тем чаще.

2. Ритмы

Метафора про компьютер и кулер теперь раскрыта. Как же учёные связывают феномены на ЭЭГ с психофизиологическими процессами при подобной зыбкости? В основном через корреляции и свидетельства из смежных исследований: экспериментов со вживлёнными микроэлектродами, а также нейропсихологических, анатомических, фармакологических, оптогенетических, фМРТ- или ПЭТ-опытов. Может сложиться впечатление, что другие методы придают ЭЭГ легитимность. Это не так. Ошибочно рассматривать энцефалограмму как младшую сестру томограммы, свысока: у любого инструмента нейровизуализации есть свои границы, за которыми он работает плохо, а внутри — хорошо. ЭЭГ успешнее всего работает со временем. Кстати, некоторые мозговые патологии, заметные на ЭЭГ, МРТ почти не видит.

Полученное с каждого электрода изображение, которое мы видим на мониторе в реальном времени, напоминает волны. Первое, что обращает на себя внимание, это ритмическая структура волн.

Наличие ритмов говорит о том, что как минимум на уровне некоторых клеток мозга существует синхронная и повторяющаяся активность. Жизнь вся ритмична, потому неудивительно. ЭЭГ принято делить на сверхмедленные, дельта-, тета-, альфа-, мю-, бета- и гамма-ритмы.

2.1. Сверхмедленные колебания

Они не регистрируются на обычной ЭЭГ и требуют электрокортикографии. Либо специальных экспериментальных протоколов и очень хороших энцефалографов. Диапазон этих частот 0-0,5 Гц, сами они разделяются на дзета-, тау-, эпсилон-, чьи имена звучат таинственно и незнакомо. Поскольку они сверхмедленны, их соотносят с масштабными и долгоиграющими системными явлениями, а не текущими событиями, как привычные ритмы на ЭЭГ.

Сверхмедленные волны связывают с механизмами адаптации, стрессоустойчивостью, воздействием ксенобиотиков, использованием биологических резервов и даже гипнозом. Так, ещё в 70-е года в АН СССР были исследования об изменении этих волн (тау-ритма, или декасекундных колебаний) при переходе в гипнотический транс и обратно. Можно сказать, что перед нами — нейрокоррелят гипноза.

С тау-ритмами связана ещё одна великолепная гипотеза, предложенная в университете Тюбингена в те же 70-е. Возможно, когда мозг готовится получить какой-то стимул или совершить операцию, требующую активации определённых нейронных сетей, дендриты этих сетей заранее получают возбуждающие импульсы от аксонов, чтобы облегчить последующее действие, требующее их разряда. Сеть как бы слегка намагничивают, облегчая её включение. Эксперименты группы показали, что распознавание объекта, едва преодолевающего порог чувствительности, усиливалось в отрицательные фазы тау-ритма. Также при регуляции этих ритмов пациентами с помощью нейрообратной связи сокращались некоторые виды эпилептических припадков, что также подтверждает гипотезу.

Какая тут связь с эпилепсией? Эпилепсия — результат одновременного гипервозбуждения очень большого числа нейронов. Если положительная фаза медленной волны “наэлектризовывает” сети, подготавливая их к работе, в отрицательную они наименее активированы. Тренируя мозг регулировать тау-ритм, пациенты сокращали число приступов.

Омега-ритм, ещё один из сверхмедленных, применяют в оценке успеха действия анестетиков. Есть и прямые параллели между сверхмедленными ритмами и мозговым метаболизмом, и взаимосвязи с колебаниями локального кровотока. Но в большинстве нейрокогнитивных экспериментов эти волны не учитываются, и их вряд ли будет возможно обнаружить на бытовых ЭЭГ-приборах.

2.2. Медленноволновые колебания и дельта-ритм

Диапазон медленноволновых колебаний: 1-3Гц, дельта-ритма: 1-4Гц. Медленные волны возникают в коре головного мозга, тогда как дельта-ритмы возникают и в мозге, и в таламусе. Это было доказано при наблюдении поражённых связей мозг-таламус: медленные волны имели место всё равно.

Считается, что медленные волны присутствуют при всех видах человеческой деятельности, но доминируют в медленноволновом сне и анестезии. По сути дела, на пике медленной волны происходит возбуждение корковых нейронов, то есть увеличение частоты их разрядов; на спаде происходит уменьшение. Гипотезу о том, что медленные волны улучшают сохранение воспоминаний, проверили с помощью tDCS — транскраниальной стимуляции слабым током. Усилив медленные волны во время раннего сна при помощи этих токов, учёные получили ожидаемый результат.

Дельта-ритм, генерируемый мозгом, сейчас активно изучается и, по всей видимости, связан с медленноволновой активностью. Таламический же ритм появляется на стадии глубокого сна. Он генерируется отдельно взятыми клетками, находящимися в таламусе и имеющими проекции на-, то есть связи с клетками коры. Та же самая система из таламической клетки и корковых проекций в другом состоянии генерирует альфа-ритмы и сонные веретёна. Дельта-ритм возникает, когда система максимально гиперполяризована, то есть заторможена. Также для дельта-волны не нужно соблюдение ряда условий по синхронизации сетей, как в случае с веретёнами и альфа-ритмом. Во время генерации дельта-ритма клетки таламуса меняют сигнальный режим на пачечный или пакетный: когда после накопления возбуждения они разряжаются не одним, а несколькими импульсами подряд. Впрочем, там есть свои нюансы.

Аномалии дельта-ритма хорошо выявляют патологии мозга. Центральный постоянный неритмичный дельта-ритм связывают с локальной мозговой травмой или инсультом. Отдельные нарушения дельты связывают с алкоголизмом, шизофренией, бессонницей и Паркинсоном.

2.3. Тета-ритм

Тета — один из важных, “когнитивных” ритмов. И крайне интересен со всех точек зрения. Это медленноволновый 4-8-герцовый ритм. Среднелобный тета-ритм возникает во время решения задач, но при спокойном бодрствовании он заметен лишь у малого процента людей. Возможно, однако, что из-за глубокого залегания источника, создающего тету, она не всегда регистрируется. Успешность решения задач никак не связана со среднелобным тета-ритмом, зато есть связь между его выраженностью и отсутствием тревожности с экстраверсией. Справедливо оказалось и обратное: у тревожных (и) интровертов среднелобный тета-ритм был выражен слабо.

Считается, что тета-ритм связан с ростом метаболической активности в указанных мозговых регионах: среднелобном царстве и передне-поясном государстве (извилине). Помимо среднелобного, существует гиппокампальный, или лимбический, тета-ритм, генерируемый пирамидными клетками гиппокампа. Кроме указанных клеток, лимбический ритм формируют много других генераторов: передне-поясная извилина, медиодорсальное ядро таламуса, сосцевидные тела гипоталамуса, парагиппокампальная кора.

Существует гипотеза, определяющая тета-активность как квант информации в лимбической системе. Дело в том, что даже двух высокочастотных разрядов в тета-ритме достаточно для формирования так называемого LTP, или long term potentiation, или долгосрочной потенциации.

Что такое долгосрочная потенциация? Синапс — связь, скажем, аксона и дендрита, через которую одна нервная клетка стимулирует другую, — живая и гибкая система. Чтобы сигнал прошёл, он должен быть достаточным. Скажем, силы n. Но если этим синапсом часто пользуются, он становится важным и сила для его прохождения может снизиться. Стать n-1. Это вносит основной вклад в так называемую нейропластичность и обучаемость: за счёт изменения силы, необходимой для передачи сигнала по синапсу, нервная система способна учиться. Сигнал проходит легче. Чем больше повторов делаем, тем легче связь. Не так ли работает привычка?

И наоборот: long term depression, долгосрочная депрессия, это когда синапс некоторое время заброшен. Возбудить его будет сложнее, потребуется уже n+1 энергии. В нервной системе, впрочем, потенциации и депрессии создаёт частотное кодирование: то, с какой частотой приходят импульсы и в каком режиме. Тета — та самая частота, при которой LTP появляется легко. Возможно, полагают некоторые лабораторные коллективы, тета-ритм есть квант лимбической информации, создающий функциональную связь различных структур для кодирования эпизодов памяти.

Среднелобный тета-ритм усиливается при нагрузке на память. Причём существует мнение, что более центрально-расположенный тета-компонент отвечает за запоминание, а лобный — за извлечение из памяти. Тета-ритм, как и сверхмедленные колебания, коррелирует с гипнозом: у сильно гипнабельных людей он выше до и во время транса, чем у слабо гипнабельных. Также он коррелирует с медитацией: в глубоких состояниях дзен-медитации тета-активность замещала альфа-ритмы, с которых начиналась.

Тета-аномалии изучены слабо. Имеются свидетельства о подтипе среднелобного ритма у людей с гиперактивностью и синдромом дефицита внимания, а также сложностями в социальных отношениях. Он демонстрирует неправильную картину: он сильно выражен в лобных областях коры и чрезвычайно слабо синхронизируется в ответ на значимые стимулы. Тета-ритмы, возникающие не в среднелобных областях коры, также полагаются аномальными.

2.4. Альфа- и мю-ритмы

Считается, что альфа-ритм — ритм расслабления. Это отчасти так. Потому что альфа-ритм является ритмом “холостого хода”, когда сенсорная система “простаивает”. Например, мы закрыли глаза — и в зрительной коре генерируется альфа-ритм. Но вот мы открыли глаза и внимательно смотрим либо из тишины услышали звук — альфа-ритмы в соответствующих сенсорных зонах меняются на бета-ритмы. То же самое происходит при переключении от состояния покоя к умственной работе. Альфа-ритмов несколько, и их диапазон составляет от 8 до 13 Гц.

Гипотеза “холостого хода” подтверждалась фМРТ-данными: амплитуда, то есть сила альфа-ритма, коррелирует со снижением мозгового кровотока, а следовательно и метаболизма, в области возникновения. По логике снижение метаболизма можно связать с временным приглушением сенсорной системы. Безусловно, в момент т. н. приглушения в системе могут иметь место отладки, восстановления, консолидации и другие важные процессы.

Право- и левополушарные затылочные альфа-ритмы, связанные со зрительной системой мозга, могут быть как синхронными, так и нет. С возрастом частота затылочных альфа-ритмов изменяется, увеличиваясь до 20 лет и постепенно снижаясь после. У некоторых людей есть теменной альфа-ритм, независимый от затылочного, но о его функции можно мало что сказать. Ещё альфа-ритмы возникают во время фазы парадоксального сна. По сравнению с бодрствованием, во сне этот ритм возникает в передне-центральных отделах мозга.

Мю-ритм, напоминающий греческую мю на ЭЭГ, называют также сенсомоторным, поскольку он возникает при “простаивании” моторики — когда мы не движемся. Его также называют роландическим: по месту возникновения, в роландовой, иначе — центральной, борозде, которая делит лобную и теменную доли. Диапазон мю-ритма: 9-13 Гц. Левополушарные и правополушарные мю-ритмы независимы друг от друга и производятся разными генераторами. То есть движение левой руки может сбить правополушарный мю-ритм в соответствующей сенсорной области, но не затронуть левополушарный. Мю-ритм также имеет несколько подтипов, например, для движений лица и ноги.

У мю-ритма очень сложная картина разрушения, то есть десинхронизации. То есть момента, когда он исчезает. Десинхронизация означает размытие и пропадание ритмической структуры, то есть фактически исчезновение. Затылочный альфа-ритм десинхронизируется, когда мы открываем глаза. Мю-ритмы исчезают при движении, и, как было сказано выше, одни подтипы исчезают при движении одних частей тела, а другие — при других. Помимо этого, мю-ритмы делятся по частоте: 9-10-герцовые менее специфичны для типа движения и десинхронизируются при различных его видах, скажем, и руки, и пальца на ней; 10-13-герцовые более специфичны и исчезают при каком-то одном.

Кроме того, мю-ритм подавляется не только реальными, но и воображаемыми движениями.

Аномальные альфа-ритмы легко спутать с индивидуально-особенными, что в целом характерно и для других ритмов ЭЭГ. Например, низкоамплитудные энцефалограммы, где альфа-ритм сильно редуцирован или отсутствует, могут быть у низкого процента здорового населения. Также они могут быть у наркоманов и алкоголиков. С возрастом может возникать височный альфа-ритм, но это тоже относимо к норме. Асимметрия альфа-ритмов, скажем, в правой и левой затылочных областях, может считаться патологической, если превышает 50%. Для решения проблем определения нормы учёные разработали нормативную базу данных ЭЭГ с привлечением нескольких тысяч субъектов и периодически обновляют и дополняют данные.

2.5. Сонные веретёна

Сонные веретёна альфа-подобны: они имеют частоту 10-14 Гц, но отличаются от альфа-ритмов тем, что возникают в виде коротких несколькосекундных вспышек и по виду напоминают веретено. По мозгу они распределены более широко и сильнее всего регистрируются в центральных областях, тогда как альфа-ритмы локальны.

Веретёна возникают на стадии лёгкого начального сна, знаменуя переход организма в другое состояние. Число их увеличивается, если до этого человек что-либо много учил или выполнял задания на память. Улучшение памяти коррелирует с ростом числа веретён во второй фазе сна. Согласно некоторым гипотезам, сонные веретёна отрезают мозг от внешних сенсорных раздражителей, помогая тем самым спать.

Ещё одна интересная гипотеза объясняет возникновение веретён сразу после дёргания мускулов тем, что молодой мозг узнаёт, какой нерв управляет каким мускулом именно во сне. В общем, они также связаны с довольно большим числом функций, а их аномалии — с такими болезнями, как шизофрения и аутизм.

2.6. Бета-ритмы

В народе бета-ритм связывают с мозговой работой. Чаще всего он встречается в лобных и центральных областях, работу которых связывают с высшими функциями обработки информации и контроля, но он обнаруживается почти везде. Его частотный диапазон: 13-30 Гц. Отчётливый бета-ритм виден далеко не у всех здоровых людей, возникая скорее в форме отдельных отрезков. Бета-ритм принято подразделять на роландический (регистрируемый там же, где и мю-ритм) и лобный.

Про роландический ритм можно сказать, что, вероятнее всего, он — след постактивности, возникающий после совершения движения, когда система начинает расслабляться. Лобные бета-ритмы появляются при решении когнитивных задач. Степень их увеличения зависит от трудности задач. Мощность бета-ритмов увеличивается барбитуратами, но бежать в аптеку не стоит! Считается, что в генерации бета-ритмов участвуют тормозные нейроны.

Как же так? Если мозг выполняет задачу — торможение с этим не очень-то вяжется? Подразумевается сложное взаимоотношение между торможением и активацией. Торможение необходимо, чтобы активация нейросети не плеснула через край, кумулятивно накапливаясь до нездоровых пределов. Баланс между торможением и активацией помогает нейросети работать правильно, и бета-ритм является следствием этого баланса. Можно сказать, что нейросеть — дирижёр собственного оркестра, хрустальная настройка которого требует работу каждой литавры согласно партитуре. А вовсе не сильнее и быстрее. Переизбыток силы и скорости, грубо говоря, результируется эпилепсией.

Некоторые учёные полагают, что бета-ритм — это процесс перезагрузки, стирающий результаты предыдущих состояний сети для подготовки её к новой работе. Бета-ритм соотносится с высокой метаболической активностью.

2.7. Гамма-ритм

Гамма — очень интересный ритм. Его диапазон простирается от 30 до 100 Гц. При этом его амплитуда, то есть сила тока, мала. Именно этот ритм сложнее всего схватить: он пересекается с 50-герцовым шумом электросети и для убирания этих шумов, максимально неповреждая сами данные, должны применяться специальные режекторные фильтры. В имплементации они довольно сложны.

Это удивительный и важный ритм. Считается, что он возникает, когда отдалённые друг от друга нейроны синхронизируются на частоте 40 Гц, интегрируя информацию в законченный объект — например, зрительный образ. Соединяющиеся нейроны принадлежат к одной функциональной системе, кодируя различные свойства целостного образа или ментального объекта. За этим последовала вполне логичная гипотеза о том, что эта синхронизация связана с сознанием.

Логика такой гипотезы вполне изящна: с одной стороны, весьма известная интегративная информационная теория, с другой — высокая частота, указывающая на незаурядно интенсивную работу системы и сложность данного состояния. Плюс общая логика энцефалограммы говорит нам, что чем медленнее волна — тем меньше бодрствования. Сознание, получается, сверхбодрствование, сверхсложный процесс.

Был эксперимент, когда из набора беспорядочных форм испытуемые видели значащую что-то фигуру — возникал гамма-ритм. То же подтверждает исследование о значимом (новом и неожиданном) звуковом сигнале, связанном с появлением гаммы в первичной слуховой коре. Возможно, что гамма-ритм не совсем нейрокоррелят феноменального сознания: это может быть именно процесс формирования значимого образа, а феноменальное сознание формируется как-то ещё. Ещё были исследования, обнаруживающие усиление гамма-активности у буддийских монахов, и те, кому интересна энцефалография как метод изучения медитативных практик, должны обратить на этот ритм внимание.

Возможно, некоторые читатели заметили, что части про аномалии бета- и гамма-ритма куда-то пропали. Просто я не до конца разобрался, что там за аномалию, а что считается индивидуальной чертой. Насколько мне видится, в дифференциальной и просто диагностике психо- и соматических патологий ЭЭГ выступает не главным методом. Есть специальные индексы ЭЭГ вроде биспектрального, повсеместно применяемые, например, в анестезии, но и они крайне спорны. Особенно это касается именно биспектрального индекса.

3. ERP: Event related potentials / Когнитивно вызванные потенциалы

Кроме волн и их ритмов, в электроэнцефалографии выделяют так называемые event related potentials, часто неправильно переводимые на русский язык как “вызванные потенциалы” (evoked potentials), умножающие терминологическую неразбериху. Будем называть их ERP. В чём различие evoked potentials и ERP?

Можно дать короткий ответ: ERP — это когнитивно вызванные потенциалы. EP — термин более широкого порядка, охватывающий ответы ЦНС на стимул вообще на любой стадии обработки. ERP же связан с обработкой мозгом сенсорного стимула или решением умственной задачи.

Сразу после того, как сигнал, идя от органов чувств через ствол мозга и таламус, попадает в кору больших полушарий, возникает ERP — краткий и быстрый отрезок энцефалограммы, имеющий специфический узор. Узор рисуется амплитудами: так, на ERP характерны различные пики и спады, напоминающие ландшафты мультяшных гор. Эти пики и спады называют по буквенному и цифровому коду: N или P плюс цифры — N200, P300 и так далее. N — это negativity, момент отрицательного заряда, P — positivity, момент положительного. 200 и 300 — это через сколько миллисекунд после предъявления стимула возникли эти скачки. К сожалению, разные лаборатории располагают + и — по у-оси по-разному, и у одних N снизу, а у других — сверху.

Добавим немного сложности. Вторая волна исследований ERP-компонентов показала, что названия их не отражают реальную картину. Скажем, какой-нибудь Р100 может начинаться и чуть раньше, и чуть позже, чем через 100 мс, в зависимости от ситуации. А также иногда он может регистрироваться как позитивный, а иногда как негативный компонент. В общем и целом они вариативны и могут оказаться подразделимы на субкомпоненты (например, Р3b), посему к названиям лучше относиться просто как к именам.

Важная деталь: достаточно всего 80 мс, чтобы добраться от первичной зрительной коры до лобной. А это значит, что на компоненты, которые возникают за 100 мс и больше, вполне могут влиять лобные доли. Иначе говоря, зоны мозга взаимосвязаны и обработка информации не идёт строго по лестнице — от одного места к другому. Она идёт и в обратном направлении, и прямо, и “вбок”. И если какая-то зона мозга под каким-то электродом показывает сильный ERP X, это совершенно не означает, что именно она в одиночку внесла изолированный вклад в картинку, которую мы видим на экране.

Расчленять огромное литературное тело по ERP не представляется здесь возможным. Жаль. Р300, например, связывают с вниманием и когнитивной обработкой стимула. Чем отчётливее и сильнее этот пик, тем они лучше. У алкоголиков, например, Р300 слабее. Слабее он и тогда, когда стимул проходит незамеченным. И так далее. Всё охватить не удастся, придётся лишь перечислить случайные свойства некоторых компонентов:

С1 и Р1/Р100

С1 может быть позитивной и негативной, это первая компонента, прослеживающаяся после зрительного сигнала через 50-100 мс после предъявления стимула. Если стимул появляется в верхней половине поля зрения, то С1 негативен, и наоборот. Р1 появляется через 70-90 мс с пиком в районе 80-130 мс, также он наиболее различим в задних отделах мозга. В отличие от С1, Р1 модулируется вниманием.

N100 и Р200

Возникает в районе 80-120 мс после сигнала, в основном в передне-центральных отделах головы. Если испытуемый не выполняет никаких заданий, она усиливается во время непредсказуемых сигналов и ослабляется при повторяющихся. Любопытно, что она также коррелирует с высоким интеллектом. Исследования относительно Р200 разнообразны, но пока ещё теряются в теоретических догадках из-за связи этого компонента со многими психическими процессами.

N170

Интересная компонента, усиливается при зрительном предъявлении лица.

MMN, или mismatch negativity

Свойственная всем сенсорным системам, но особенно заметна в слуховой модальности, когда появляется новый неожиданный звуковой сигнал. Слуховая MMN появляется при изменении высоты сигнала, интенсивности или длительности на расстоянии 150-250 мс после сигнала. Генераторы этой компоненты находятся в слуховой коре: первичной и остальных, а также, может быть, в нижнелобной извилине. В особых случаях может перекрывать N100. Зрительная MMN тоже появляется через 150-250 мс.

N200 / VAN — Visual Awareness Negativity

Исследовательская группа, к которой я принадлежу, считает N200 нейрокоррелятом сознания как минимум в зрительной модальности, полагая, что то возникает на ранних этапах обработки и уже в сенсорной коре. Она оппонирует другой влиятельной группе, придерживающейся более традиционного взгляда, в котором сознание возникает на поздних этапах обработки и соотносится с лобными областями мозга.

Классический “умственный” ERP. Показывает реакцию испытуемого на стимул и усиливается, когда стимул маловероятен. Имеет подкомпоненты: P3a и P3b. Последний — это сам переименованный Р300. Р3а реагирует на новизну стимула и направление внимания.

В случае с Р3b, или Р300, маловероятный стимул всё-таки должен относиться к задаче, быть наименее ожидаемым и т. д.

Надеюсь, общее представление о компонентах и как их понимают сформировать получилось. Желающие могут также посмотреть P600, N400 и остальные, всего их около 11-ти штук. ERP ищут в когнитивных исследованиях, то есть направленных на изучение высших психических функций, и по отличиям в их структуре делают гипотезы. Кроме того, их применяют в клинических исследованиях, например, шизофрении. Пафос ERP заключается в том, что они связаны с сигналом, поступающим в мозг, и показывают стадии его обработки. Сравнивая ERP наличия сигнала с отсутствием или одни типы сигналов с другими — замеченными сознанием с незамеченными и т. д., — можно предполагать и выделять особенности этих компонент, связанных с конкретными ситуациями. Затем на основании смежных данных из нейронаук можно строить гипотезы о более конкретных принципах работы мозга.

4. Монтаж электродов. Фильтрация шумов. Анализ

Электроэнцефалограф бытовой и особенно лабораторный должен иметь чувствительные электроды, о чём было сказано в начале этой статьи. Два дополнительных требования: металл должен быть одинаков, поскольку разные металлы производят разные собственные токи, и импеданс, или сопротивление, должен быть максимально низким. Для науки это значение ниже 5кОм, в бытовых приборах, естественно, будет выше. Но чем ниже, тем правильнее. Самыми хорошими считаются электроды из хлорида серебра.

Располагают электроды на специальных шапочках или иных удобных креплениях, соответствующих системе расположения 10-20. 10-20 — международно утверждённый стандарт, означающий следующее: если разделить голову условно накрест, с линиями от переносицы до затылка и от уха к уху, то расстояние между электродами на этих линиях составляет 10 или 20% от общей длины линии. Довольно удобно. Сейчас количество электродов может доходить до сотни.
Далее, дифференциальный усилитель. Как справиться с тем, что помимо токов мозга есть ещё токи кожи головы и каждого электрода? Дифференциальный усилитель делает такой трюк: показания с двух электродов, один из которых референтный, сравниваются между собой и регистрируется только разница. Ведь если ток головы одинаков по всему скальпу — то же верно и про токи электродов одного металла, хотя они слегка — но незначительно — различны. Стало быть, дифференциальным усилителем это срезается и остаётся только полезная часть сигнала.

Какой электрод использовать в качестве референтного? Что ж, ответ снова будет несколько составным.

Во-первых, существует понятие монтажа. Во-вторых, таких монтажей несколько. Монтаж — это выбор, какой из электродов будет референтом или кого с кем дифференциально усиливать. Стандартный референтный монтаж — это когда каждый электрод сравнивается с референтном, например, на мочке уха, на носу или где-то на условно нейтральном месте. Проблема референтного монтажа в том, что место, куда прикреплён референт, электрически не нейтральное. Альтернативный монтаж — биполярный. Здесь референта как такового нет, каждый электрод сравнивается с соседом. Увы, биполярный монтаж тоже не идеален. Во-первых, он смазывает низкоамплитудную активность, а значит, ни для диагностики смерти мозга, ни для низковолновых исследований он не годится. Во-вторых, он пропускает так называемые “базальные события”, то есть такие, которые произошли на глубине мозга и отразились на большой площади поверхности головы. Ведь одинаковые токи он срезает, а электроды сравниваются рядом стоящие. Есть ещё локальный средний монтаж, где референтами служат несколько ближайших к электроду соседних, и несколько математических моделей, например для общего среднего монтажа, идеально работавших бы, если бы головы имели идеальную форму. Шара, то есть. Каждый монтаж даёт немного разный рисунок энцефалограммы, что в целом задачу не облегчает.

Артефакты/шумы и фильтры

Поговорим о шумах. Артефакты или шумы — зло на энцефалограмме, которого быть не должно, но мир несовершенен. Самый распространённый — от движений глаз. Бывает ещё, что простреливает кардиограмма, например, у человека с большим сердцем и… маленькой шеей. Кардиобаллистический: от движения электрода, расположенного близко к сосуду. Справиться с ненужными артефактами несколько помогают фильтры, которых множество, но ключевых — три. Низкочастотный — пропускающий частоты ниже указанной, высокочастотный — наоборот, и режекторный, который удаляет ненужный диапазон частот от х до у.

Ещё один интересный фильтр использует запись окулограммы и “вычитает” её из ЭЭГ.

Анализ данных

Эта часть лишь опишет некоторые методы анализа, минуя их аппарат. В каждом из этих подходов используется дикий матан — результат трудов многих математиков, физиков и инженеров. Для желающих понять, как на самом деле работают эти вычисления и как надо обрабатывать сигналы, книга “Analyzing Neural Time Series Data: Theory and Practice” Майка Коэна будет важной и интересной.

Перед тем, как идти дальше, стоит упомянуть частоту дискретизации. В сущности, это всего лишь интервал, с которым мы записываем наши данные. Поскольку носитель всегда цифровой, данные с сигнала записываются дискретно: каждые n моментов времени, выражаемом в тех же герцах. В случае с ЭЭГ это миллисекундные интервалы, и чем они меньше, тем точнее. Мы также можем записать данные с одной частотой дискретизации, а обработать — с другой, если та ниже исходной. Крутые советские и постсоветские инженеры называют её частотой квантования.

Первым делом остановимся на спектральном анализе. В энцефалограмме присутствует не одна, а несколько частот сразу. Спектр мощности частот отражает энергию — или мощность — каждой из этих частот. Чем выше частота дискретизации, взятая для данного анализа, тем лучше, но не переборщите: слишком высокая частота даст слишком заковыристый нестабильный спектр со множеством пиков. Нужно будет подбирать оптимальные параметры.

Что же показывает спектр? Спектр показывает, какая частота (вспомним ритмы) самая мощная на данном электроде в данный отрезок времени. Бывает ещё усреднённый спектр: какая частота самая-самая мощная в среднем по всем электродам в данный отрезок времени. Кстати, небольшие отрезки времени — в несколько сот миллисекунд — называют эпохами.

Что такое самая мощная частота/ритм? Это такая, которую генерирует наибольшее число тех пирамидных нейронов в данный период времени. Тех пирамидных нейронов, о которых шла речь в разделе 1. А поскольку на ЭЭГ нередко присутствуют несколько независимых частот, спектральный анализ может показать два пика. Например, один повыше и один пониже. Это будет значить, что частота/ритм, соответствующая пику повыше, в этом отрезке времени самая мощная, но была ещё одна, менее мощная, вон та. В общем, с первого раза это не должно быть понятно.

Спектры мощности можно затем представить в виде топограммы, то есть 2d графика. Вариантов применения спектрального анализа множество. Например, как изменилась мощность бета-ритма до и после пятерной инъекции барбитурата.

Далее, когерентность. Это довольно простая вещь: раз в нашем мозге много парных структур, почему бы им — в правом и левом полушариях — не производить синхронные по фазе ритмы. Когерентность — это всего лишь степень синхронности. Однако стоит иметь в виду, что норма по отклонениям для разных ритмов очень различна, а с индивидуальными особенностями людей может доходить до 50%.

Тем не менее показатель важный и много говорящий. Так, при каллозотомии когерентность значительно снижатеся, чем до неё, что само по себе немудрено, но говорит о важности периодически смотреть на этот показатель. В ряде когнитивных исследований обращают внимание и на вызванную десинхронизацию, то есть рассогласование ритма.

Следующий тип анализа: ICA, анализ независимых компонент, и PCA, анализ главных. Для понимания этого анализа необходимо вспомнить, что в мозге одновременно разными генераторами, расположенными в разных местах, генерируются разные ритмы. В тех областях поверхности головы, где эти ритмы накладываются друг на друга, электрод регистрирует их сумму. Чтобы найти эти генераторы, опуская дикий матан, существуют эти два анализа.

Последнее, но не самое последнее. Учёные захотели пойти дальше и попробовать определить местонахождение диполей, то есть генераторов ЭЭГ-сигналов. Эту задачу назвали обратной, а прямая — наоборот, определить распределение ЭЭГ-сигналов, если знаешь месторасположение диполя, его ориентацию и точную проводимость мозговых оболочек. Обратная задача: когда известен ЭЭГ-сигнал, проводимость мозговых оболочек и ищешь диполь. Для решения обеих задач нужна хорошая математическая модель головы. В Институте мозга человека, например, используют сферическую (хотя бы не в вакууме, хе-хе).

Это приближает нас к последнему описываемому здесь анализу: LORETA или sLORETA, отличным, скажем, тем, что второй — улучшенная версия первого. LORETA — дерзкая идея томографии низкого разрешения, что и означает аббревиатура. Вообще, она базируется на допущении, что соседние области мозга производят похожие электрические потенциалы. Кора мозга здесь моделируется как плотная сетка вокселей (трёхмерных пикселей), каждому из которых присваивается определённый заряд. В силу крайней сложности такой задачи с таким инструментом LORETA остаётся приблизительным, вероятностным и базирующимся на допущениях анализом, однако её данные подтверждает практика. В частности, другие нейрофизиологические методы.

5. Нейрообратная связь

Принцип нейрообратной связи восхитителен. Само по себе это одно из тех мозговых чудес, продолжающих радовать и удивлять (хотя всё, связанное с мозгом, прекрасно). Суть в том, что можно научиться изменять ритмы своей ЭЭГ — как словно учишься игре на пианино или сложным гимнастическим движениям. Но ведь там нет мышц!

И в этом состоит чудо: мы, привычно не обладая никаким контролем над своим мозгом, получая индикатор — лампочку, загорающуюся в нужный момент, — начинаем вдруг этот контроль испытывать. Потом можно без лампочки, помогавшей сверить своё текущее состояние с желаемым. Мозг запомнит настройку. Повторю мысль предыдущей статьи: в любом месте, в любой среде, получив индикатор/сенсор, психика получает контроль над тем, с чем этот сенсор связан. Если немного пофилософствовать, то и ЭЭГ, и вся меддиагностика — такой же сенсор, позволяющий нам при случае применить таблетку: контроль внешний и косвенный. К тому же психика тяготеет к контролю внутреннему и прямому, подобно газу, стремящемуся занять все доступные объёмы. Тяга к разработке летательных аппаратов, таблеток, написанию компьютерных программ как необходимость возделывать хаос. В общем, на неком базовом уровне можно постулировать кибернетические пристрастия психики.

Вероятно, это проявляется так: там, где в природе не существует обратной связи, мы изготавливаем и используем внешние средства вроде пилюль. А там, где есть, организм работает напрямую. Видимо, там, где её раньше не было, а потом возникла, прямой контроль возможен. Вот оказалось, что мозгом тоже можно в некотором смысле “двигать”. Ну не круто ли?!

Конечно, не все параметры можно контролировать, даже с наличием обратной связи. И не все из тех, которые можно, дают бесконечную степень свободы. Легче всего привести пример: в первом случае нельзя переключить передачу на мануальной коробке без педали сцепления. Во втором — сколько ни нажимать на газ, выше скорости на спидометре не поехать. Кроме того, есть третья ситуация: принципиальная невозможность контроля без механизма обратной связи. Датчик температуры за бортом машины не даст возможность эту температуру менять.

В случае с нейрообратной связью такие пределы есть, например, в регуляции гемодинамики. Хотя само по себе удивительно, что даже гемодинамику — то есть уровень крови (гемоглобина) в участке мозга — можно сознательно регулировать, разные исследования нащупывают предел. В целом же человек может потерпеть неудачу с контролем любого параметра НОС либо из-за ошибки экспериментатора с выбором этого параметра, либо из-за неспособности самого человека связать с ним своё внутреннее состояние. Либо из-за ошибки в расчётах.

В чём, если коротко, суть нейрообратной связи?

Суть нейрообратной связи в том, чтобы, используя определённые показатели ЭЭГ как индикатор, создать в организме обратную связь и научиться контролировать нужные параметры. Контролируя их, можно менять своё психофизиологическое состояние.

Начало этой ветви исследований было положено около 50-70 лет назад. Все протоколы НОС можно разделить на активирующие и расслабляющие: по принципу того, как их результат влияет на метаболизм. Активирующие нацелены на увеличение высоких частот, таких как бета; релаксирующие — на усиление низких частот, таких как альфа.

Цели НОС можно разделить на исследовательские, клинические и бытовые. В случае с бытовыми допустимо ограниченное число протоколов, зарекомендовавших себя как медитативные, расслабляющие и усиливающие концентрацию. Протоколы из двух других групп могут иметь и имеют противопоказания, побочные эффекты и строгие условия, при которых они полезны. Так, с помощью НОС пробуют лечить депрессию и СНВГ, довольно успешно справляются с резистентной к фармпрепаратам эпилепсией. Однако применение анти-СНВГ протокола, скажем, активирующего бета-диапазон, на нормальном человеке может спровоцировать раздражительность и гневливость.

Один из, если не самый главный вопрос клинической и научной НОС:

— Какой параметр ЭЭГ изменять, чтобы достичь эффекта?

Для его решения есть два принципа. Во-первых, принцип нормализации: данные ЭЭГ испытуемого или пациента по различным показателям сравнивают с большим числом данных здоровых людей и находят отклонения. Различие становится мишенью, его пытаются “сгладить”. Во-вторых, параметр подбирают по эффективности работы с ним и результатам сторонних исследований по связи этого параметра с искомым эффектом. Параметрами могут быть ERP, амплитуды, количество определённых ритмов или когерентность.

Процедура состоит из нескольких шагов:

1. Запись энцефалограммы того, кому будет проводиться. Для достаточной детализации нужно как минимум 19 электродов. Для самой НОС, к счастью, может хватить и трёх (с референтом).
2. Выбор параметра и подбор/создание протокола.
3. Сама сессия. Обычно по 10-30 минут, около 10-50 раз для закрепления навыка.
4. Проверка: психологическая, целевого состояния, например изменения процента эпилептических припадков, и ЭЭГ.

В случае бытовой нейрообратной связи пункт 1 принципиально, а 4 — практически невозможны. Пункт 2 сводится к выбору из уже опробованных в науке протоколов. Вот, кстати, и они:

Альфа-релаксация

Есть несколько версий подобного протокола, общая цель которого — усилить альфа-активность. Как мы помним, альфа-ритм лучше всего заметен в зрительной системе и сильнее нарушается от зрительных стимулов, поэтому процедуру любят проводить с закрытыми глазами, используя звук в качестве индикатора.

От релаксации до творческого подъёма, настроения и самочувствия — этим протоколом даже пробовали лечить алкоголизм. Электрод устанавливается на Сz, заземляющий электрод на одной мочке уха, а референтный — на другой. В качестве параметра можно брать отношение амплитуды альфа-ритма к усреднённой общей амплитуде ЭЭГ.

Другой вариант: записывать лобные электроды F3 и F4 по отношению к Cz и вычислять асимметрию по формуле: (П — Л)/(П + Л), где П и Л — амплитуда альфа-сигнала на правом и левом электродах. Когда значение превышает 0, включаем, например, Шуберта, а с ростом этого значения усиливаем громкость от тихой к нормальной. Шуберта можно поменять на звуки птичьего лета.

Протокол Пенистона-Кулоски

Джедайская версия для продвинутых ковбоев. Использует соотношение альфа- и тета-ритмов. По некоторым свидетельствам, приводит человека в гипнагогическое состояние. Обрела высокую популярность в 70-х, применяясь на ветеранах войны во Вьетнаме с посттравматическими стрессовыми расстройствами и на обычных людях без патологий. Авторский вариант включает 5 подготовительных сессий с аутогенными дыхательными тренировками и биообратной связью по температуре: небольшие термометры крепятся к пальцу и голове и биообратная связь срабатывает с небольшим повышением температуры тела. Человек расслабляется сильнее.

Затем начинается сама процедура. Электрод устанавливается на Pz (или Cz, или даже Oz в различных версиях), заземляющий электрод на одной мочке уха, а референтный — на другой. В классическом варианте с градусниковой подготовкой электрод ставился на Oz, его референт на левую мочку уха, а заземление — на правую.

В классическом протоколе субъектов заставляли визуализировать сцены отказа от спиртного и параллельно расслабляться. Вам это делать не надо. Вместо этого можно воспользоваться техниками самогипноза и представить глубокое озеро, куда вы ныряете, погружаясь всё глубже… и дальше…

Высокие вспышки альфы можно озвучивать высоким звучанием тайского гонга, а тету — низким. Относительный рост альфа-активности можно ассоциировать со звуком моря, а тету — с шелестом листьев. Либо наоборот.

Так в общих чертах выглядят протоколы. Успешность отдельной сессии и всей процедуры надо как-то оценивать. Например, для сессии можно статистически сравнить показатель параметра во время сессии и в покое, и если различие есть — хорошо. То же и для всей процедуры целиком. Кроме того, стоит подойти к вопросу выбора индикатора с долей здравого смысла и творчества. Например, звук лучше подойдёт для альфа-тренировки. А вот в Институте мозга тебе покажут любимый фильм — и когда ты будешь входить в нужное состояние, изображение будет чётче. Тонко, да.

Надо сказать, что в широкой клинической практике НОС не применяют… пока. Отчасти ситуация сложилась исторически, когда эти исследования отошли на второй план из-за большого фармакологического прорыва. Почитать про НОС на английском можно здесь: https://www.isnr.org/ . Или если книгу, то, например, эту: “Neurofeedback: Transforming Your Life with Brain Biofeedback” за авторством Клэр Олбрайт. Более ориентированная на профессионалов книга: Джон Демос, “Getting started with Neurofeedback”.

6. Границы метода

Энцефалография, несмотря на явные ограничения, продолжает давать нам многое. Во-первых, это единственный одновременно быстрый, дешёвый и неинвазивный, то есть безболезненный и безвредный, метод сканирования мозга человека. В отличие от томографий, он быстрый — значит, подходит для многих когнитивных экспериментов, где важно узнать, в какой момент времени, как и примерно где происходит обработка сигнала в мозге.

Проблема, конечно, в “примерно где”. В отличие от МРТ и несмотря на изощрённую LORETA, сказать точно не получается. Да, гипотезы от ЭЭГ надо дополнительно проверять, но в целом они вполне надёжны в рамках текущей парадигмы. Ещё ЭЭГ оказывается неизменным чемпионом в некоторых клинических областях, например, эпилептологии.

Развившийся в последние десятилетия математический аппарат позволил усовершенствовать обработку и локализацию сигнала, что подстегнуло интерес к этому методу в когнитивной нейронауке. То же можно сказать про обновлённое железо. Да и стоимость энцефалографов вполне приемлема для подавляющего большинства университетов первого и второго мира. Границы и область применения уже более-менее описаны, поэтому остановимся на специальном ограничении, связанном со временем. Не энцефалографа, а временем созревания науки.

Мир всё чаще смотрит на мозг как на парламент нейронов, где каждая нервная клетка из 80 с чем-то миллиардов имеет значение и, видимо, способна выполнять целостную функцию. Как человек в обществе. Мы имеем десятки тысяч типов клеток, и они все различны. А ЭЭГ замечает лишь малую толику этих разных агентов, упуская немаловажное. Если раньше носителями функций считались нейронные ансамбли, колонки и другие формы организации, сейчас многие видят ими отдельные клетки. Так или иначе, когнитивные нейронауки уже давно ждут и мечтают о новом инструменте.

А бытовые нейроизыскания ждут именно ЭЭГ для того, чтобы начаться. Описанная ситуация значит лишь то, что ЭЭГ намного более абстрагированный показатель, чем кажется. Одновременно абстрагированный и рабочий. Никакой драмы здесь нет: это просто стоит учитывать.

7. Очерки о бытовом энцефалографе

Один друг изучал робототехнику в Шотландии, и его дипломной работой была сборка домашней ЭЭГ-машины. Машина формально работала, но сигнал был слишком зашумлён. И я когда-то делал нейрооргáн на основе OpenEEG-схемы с тем же результатом в конце. В первой в моей жизни нейрокогнитивной лаборатории стоял громоздкий и сверхдорогой ЭЭГ-девайс от NexStim. Компьютер определял уровень качества сигнала на каждом электроде по трёхцветной схеме. Даже после часа подготовки головы испытуемого редко когда большинство из них были зелёными.

Коммерческие приборы уже сейчас представлены на любой вкус и цвет: от Emotiv до NecoMimi. Причины, по которым они не сертифицированы как медицинские/исследовательские, понятны: готовность продукта, с одной стороны, и цена экспертной проверки и сертификации, с другой. Плюс есть ограничения на распространение медтехники. И если даже движение глаз создаёт серьёзные артефакты на приборах посолиднее, можем ли мы гарантировать, что коммерческие и переносные пригодны для вменяемой регистрации энцефалограммы? Нет. Хотя они показывают какие-то данные. Хотя какие-то факультеты каких-то университетов даже используют их. Хотя компании улучшают свои игрушки до состояния вменяемых средств.

Сейчас о таких технологиях можно говорить лишь как о вспомогательных. Но они выйдут на порог клинических испытаний. Рано или поздно, но они выйдут.

Если кто-то из читателей этого очерка строит свой энцефалограф, все эти факты ему знакомы. Выбирая себе домой, я бы предъявил к такому девайсу следующие требования. Прибор должен решать проблему 50-герцового шума от электросети или предлагать вменяемые варианты решения. Сигналы нужно пропускать через компьютерные фильтры: низкочастотный и высокочастотный, 1 Гц и 50+ Гц. Не одновременно, а по очереди. Для этого нужен либо софт, либо интеграция с имеющимся софтом (Matlab, EEGLAB, FieldTrip), либо делать это как-либо аппаратно. Последнее — заведомо плохой вариант. Хорошо бы иметь возможность одновременного подключения от 8+ электродов. Обязательно иметь референтный электрод и идеально — возможность менять монтаж.

Самое логичное применение бытового девайса: нейротерапия, рекреация и нейрообратная связь. Расслабиться, снять боль и стресс, сделать хорошо, помедитировать. Самая логичная процедура: сидя в удобном кресле, по минимуму двигая глазами и всем остальным. Если всё-таки пытаться повторить дома когнитивные эксперименты с обнаружением ERP: процедура примерно та же.

Это будущее, которое ещё не наступило, но наступит вот-вот. Социальный запрос на нейродевайсы будет расти. ЭЭГ достигнет нужной степени совершенства.

Возможно, к прочтению этой заметки некоторые положения в ней уже устареют. В целом же, подводя какой-нибудь итог, пусть будет мысль, что ЭЭГ — это инструмент, который мы заслужили.

Дорогой читатель! Если ты обнаружил в тексте ошибку – то помоги нам её осознать и исправить, выделив её и нажав Ctrl+Enter .

Views: 16 642

Работа головного мозга не прекращается ни на секунду. Ученым при помощи особого прибора – электро энцефалографа удалось выделить несколько типов ритма электрической активности этого органа ЦНС. Таким образом выделяют альфа волны головного мозга, а так же бета, дельта, тета, сигма, и гамма ритмы. Известно, что этот показатель в разных отделах органа изменяется в зависимости от физической деятельности человека. Например, альфа ритм четко фиксируется в спокойном состоянии и во время «быстрого» сна.

Итак, что же такое альфа ритм? Это электрические колебания импульсов клеток головного мозга, за счет которых осуществляется работа этой части ЦНС.

Впервые зафиксировать электрическую активность мозга смог немецкий ученый-психолог Г. Бергер при исследовании органа электро энцефалографом. Этот прибор позволяет не инвазивно, при помощи специальных датчиков исследовать и зафиксировать процессы, протекающие в веществе мозга не прибегая к трепанации черепа.

Итак, альфа-волны у здорового человека имеют частоту колебаний в пределах 8 – 14 Гц и являются низкочастотными. По этой причине записать их удалось только в период покоя, так как бета-колебания, отражающие мозговую активность в период бодрствования, являются доминантными.

Научно доказано, что альфа ритм мозга способствует перезагрузке всей ЦНС и активирует парасимпатическую НС, которая отвечает за накопление и восстановление жизненных сил в период покоя. Эти процессы впоследствии способствуют снятию стресса, расслаблению и активации мыслительной деятельности.

В связи с этим измерение альфа ритма считается наиболее информативным видом исследования активности головного мозга с точки зрения психологии, недаром врачи психотерапевты и гипнологи предпочитают работать с человеком, введя его в гипноз или дремоту. Например, грамотный специалист, введя пациента в альфа ритм, способен избавить его от хронической усталости, вызванной стрессом, депрессии и других психологических расстройств. Кроме этого научно доказано, что человек находясь в этом состоянии, становится более восприимчив к поступающей из-вне информации и легче поддается внушению.

На практике почувствовать, как влияют альфа ритмы на деятельность головного мозга, совсем не сложно, достаточно только включить соответствующее звуковое произведение, внимательно слушать его и попытаться расслабиться. Обычно через несколько минут можно почувствовать облегчение, а тревога начнет отступать.

Позитивное воздействие

Итак, альфа ритмы мозга преобладают у человека в периоды сна и покоя, что подтверждается многочисленными исследованиями людей в состоянии медитации и релаксации. Медитирующий человек становится более восприимчив к поступающей информации, усиливаются мысленные образы и абстрактное мышление. Это позволяет углубиться в умственной работе: недаром ученые считают, что большинство открытий было совершено в состоянии альфа ритма.

Альфа-активность головного мозга наблюдается у людей, способных к абстрактному мышлению и творчеству во всех его проявлениях, и лишь незначительная часть обывателей не имеет этого вида мозговых волн даже в состоянии сна. У здорового человека норма амплитудных колебаний альфа-волн находится в диапазоне 20-90 мкВ, однако со временем наблюдается ее снижение, что связано с недостаточным кровообращением.

В альфа ритме мозг способен усвоить намного больше информации, чем в других состояниях. Кроме этого он способствует обострению интуиции, а также приходу новых решений перед поставленными задачами. При работе мозга в альфа ритме, человек обычно вдохновляется на решение жизненных проблем: становиться понятно, что стоит решить в первую очередь, а что оставить на потом.

Физически альфа ритм погружает человека в неглубокую медитацию и расслабление, а ведь известно, что эти состояния поддерживают физиологическую активность мозга.

В чем же заключается положительный эффект усиления альфа ритма мозга на самочувствие человека? Все упирается в сознание – при полной расслабленности тела и повышении альфа-волн запускаются восстановительные и очищающие процессы, активируется мыслительная деятельность проявляются скрытые способности, мир начинает казаться прекрасным, проблемы отходят на другой план.

Патологические показатели альфа ритма

Измерение диапазона частоты амплитудных колебаний позволяет медикам оценить психическое состояние больного. Для выполнения работы такого плана рассчитывается индекс альфа ритма головного мозга, который у здорового человека находится в пределах 75-95%. Так, например его снижение ниже 50% указывает на нарушение в работе и патологических болезнях органа.

Для того чтобы точно определить где произошло нарушение, пациента тщательно обследуют и измеряют показатели на разных участках головы специальными датчиками. Например, при таких заболеваниях как эпилепсия, гипертония, патологиях сна фиксируется асимметрия амплитудных колебаний на одинаковых участках больших полушарий. При дизритмии показателей более чем на 30% у заболевшего последствии чаше всего диагностируется киста, опухоль либо травме мозолистого тела.

Усиленная активация альфа ритма головного мозга наблюдается у людей с отклонениями в развитии органа, например, у ребенка больного олигофренией частота волн выходит за границы норм.

Повышенная синхронизация альфа ритмов полушарий может указывать на такое психическое расстройство, как нарколепсия или нарушение сна. При этом ослабление показателей альфа-волн обычно фиксируется при светостимуляции, которая проводится для оценки ответа коры и подкорковых образований в ответ на внешние раздражители.

На бумаге ритм головного мозга представляется в виде кривой, которая формируется в процессе регистрации колебаний электрической активности. У здорового человека пики и впадины имеют четкую организацию. Если же они аркообразные, а местами ярко выраженные, то это указывает о патологию в работе органа.

Появление альфа ритма в передней части конечного мозга во время бодрствования, может говорить о травме белого вещества, и напротив отсутствие волн при закрытых глазах свидетельствует о церебральном склерозе, слепоте, болезни Альцгеймера.

В качестве дополнительной диагностики на электроэнцефалограмме оценивается альфа ритм при вегето-сосудистой дистонии, подозрении на врожденное или приобретенное слабоумие, травмы и опухоли мозгового вещества. Также его делают при потере сознания неясной этиологии, сильных головных болях, тошноте или рвоте.

Стимулирования бета дельта и тета-волн

Помимо альфа-волн головной мозг способен излучать другие типы ритмов. С научной точки зрения наиболее интересными являются бета-, дельта- и тета-ритмы. Рассмотрим их основные особенности:

• Бета-ритм. Усиливается у бодрствующего человека при разговоре и мыслительной деятельности. Стимуляция этого ритма поможет человеку развить умственные способности, навыки в общении с окружающими и концентрацию внимания. Недаром люди, имеющие повышенный IQ, обладают выдающимся бета ритмом мозга. Для того чтобы испытать на себе действие бета волн достаточно включить музыкальное произведение, содержащее бинауральные ритмы, заняться чтением книг или просто выпить чашечку кофе или крепкого чая.
• Тета-ритм фиксируется в фазе глубокого сна, когда человек видит сновидения. Под влиянием этих волн организм начинает интенсивно восстанавливаться после рабочего дня, улучшается физическое и духовное состояние. Стимуляция тета-ритма мозга используется при лечении пациента с тяжелыми душевными травмами, которые находятся глубоко в подсознании. Для того чтобы почувствовать его влияние можно послушать приятную музыку, заняться медитацией или йогой.
• Дельта-волны. Этот вид мозговой активности отвечает за формирование подсознания, при этом волны начинают усиленно выделяться во время глубокого сна, обморока или комы. Не стоит пытаться самостоятельно усилить дельта-ритм, так как безопасно это можно сделать только опытный наставник, например целитель, экстрасенс, шаман или йог.

У здоровых людей при бодрствовании преобладают альфа и бета ритмы. Чем больше альфа-ритмов, тем меньше человек подвержен стрессу, тем больше он имеет способность к полноценному отдыху и лучше усваивает информацию. В этот момент организм способствует выработке энкефалины и бета-эндорфины. Своего рода природные «наркотики». Эти вещества отвечают за отдых и радость.

Видео: Альфа-ритмы на ЭЭГ

Биоритмы мозга в различных функциональных состояниях человеческого сознания работают по-разному. На протяжении дня их частота постоянно меняется. Если человек закрывает глаза, то мозг автоматически переходит в стадию сна, готовя организм к полноценному отдыху. При пробуждении, мозговая активность увеличивается, частота волновых колебаний усиливается.

Благодаря специальному оборудованию, ученые записывают электроэнцефалограмму в реальном времени, снимая показания с левого и правого полушария. Где отчетливо видно, как изменяется мозговая активность в различных состояниях сознания.

Биоритмы измеряются в двух показателях:

• Амплитуда – частота импульса, измеряется в микровольтах;
• Частота – максимальная скорость импульса в секунду, измеряется в герцах.

Выделяют следующие пять ритмов работы головного мозга:

• Дельта-ритмы – низкочастотные (0,5-4 Гц);
• Тета-ритмы – низкочастотные (4-8 Гц);
• Альфа-ритмы – среднечастотные (8-14 Гц);
• Бета-ритмы – высокочастотные (14-38 Гц);
• Гамма-ритмы – высокочастотные (38-55 Гц).

Дельта-ритмы – обостряют интуицию

Во время глубоко сна без сновидений преобладают Дельта-ритмы. Именно в момент наибольшей активности этих волн организм человека восстанавливается во сне. Хотя во время бодрствования они не прекращают функционировать, прекрасно взаимодействуя с другими волнами мозговой активности. Также они отвечают за связь сознания и подсознания. Бывает, человек интуитивно чувствует, как нужно поступить, не понимая природу своих ощущений. Это следствие активной деятельности Дельта-ритмов.

Если у человека хорошо развиты Дельта-волны, это проявляется в следующем:

• Сильно развитое чувство опасности;
• Умение чувствовать чужую боль;
• Верные решения принимаются быстро;
• Обостренная интуиция;
• Слышать подсказки подсознания;
• Иногда, проявляется способность предугадывать события.

При переизбытке Дельта-ритмов человеку сложно отличить свои эмоции от чужих. Он все принимает близко к сердцу, постоянно чувствует свою вину, желает помочь всем, даже в ущерб собственным интересам.

Тета-ритмы – состояние релаксации

Когда человек пребывает на грани сна и реальности, Тета-ритмы наиболее активны. Они способствуют ярким сновидениям, помогают усвоить информацию, полученную за день. В медитативном состоянии и при самогипнозе помогает найти гармонию между собственным «я» и подсознанием.

При активизации Тета-ритмов, происходит:

• Визуализация ярких образов;
• Приходят неожиданные идеи;
• Единение души и тела;
• Сны, наполненные глубоким смыслом;

Стимулируя работу Тета-ритмов, посредством медитации, можно достичь просветленного состояния, улучшить память и активировать мозговую деятельность.

Альфа-ритмы – «полет» сознания

Ускользнуть от реальности можно погрузившись в Альфа-состояние. Это своеобразный порог между реальными событиями и грезами. Человек расслабляется, закрывает глаза, активируются Альфа-ритмы, и визуализация образов происходит наиболее явственно.

Также Альфа-ритмы способствуют:

• Усвоению новой информации;
• Мышечная реакция увеличивается в несколько раз;
• Происходит выброс гормона радости;
• Снижается боль.

При недостатке Альфа-волн невозможно запомнить сновидения, теряется связь с подсознанием. Учеными доказано, что Альфа-ритмы активизируются сразу, как только человек закрывает глаза.

Бета-ритмы – состояние бодрствования

После пробуждения, человек большую часть времени находится под воздействие Бета-волн. Они отвечают за мыслительный процесс, помогаю концентрации внимания. При тревоге, панике, страхе, поднимается кровяное давление, учащается пульс – это все следствие переизбытка активности Бета-ритмов.

Если длительное время доминируют Бета-ритмы:

• Повышается чувствительность;
• Появляются навязчивые мысли;
• Присутствует чувство дискомфорта;
• Обостряется реакция.

В то же время, при недостатке Бета-ритмов возможны: депрессия, ухудшение памяти, невнимательность.

Гамма-ритмы – прикосновение к высшему сознанию

Данные ритмы активны только в фазе бодрствования, во время сна они полностью отключаются. Самые высокочастотные ритмы, способствуют развитию творческого потенциала. Человек пребывает в эмоциональном возбуждении, готов к активным действиям.

Если посредством длительных медитаций достичь большой амплитуды гамма-ритмов, то можно соприкоснуться с высшим разумом, соединить все свои ощущения ментальные и физические, в единый сознательный опыт.

Активный интеллект

Состояние, когда все становится понятным, решения принимаются молниеносно, а проблемы кажутся пустяковыми. Человек чувствует себя просветленным, мир вдруг озаряется невиданным светом. Состояние называют – активный интеллект. Возникает оно, когда четыре ритма в правильных пропорциях функционируют одновременно:

• Мысли четкие и понятные (Бета-волны);
• Легко управлять чувствами и эмоциями (Альфа-волны);
• Информация моментально усваивается (Тета-волны);
• Развитая интуиция (Дельта-волны).

Такого состояния часто достигают люди, увлеченные процессом, когда занимаются любимым делом.

Научившись управлять биоритмами, снижать их по собственному желанию. Человек может достигнуть измененного сознания, кардинально улучшить свою жизнь. Главный ключ – научится входить в состояние покоя. На первоначальном этапе достаточно закрыть глаза и активировать Альфа-ритм. Далее, с помощью медитации можно постепенно раскрыть свой потенциал, расширить границы сознания.

Ритмы мозговой деятельности

Каждое состояние сознания и тела человека определяется ритмами его мозговой деятельности. Мозг человека непрерывно генерирует различные электрические сигналы.

Волны (ритмы) мозговой активности человека подразделяются учеными на шесть основных видов: дельта, тета, альфа, сигма, бета и гамма.

Ритмы электромагнитных колебаний нашего мозга непосредственно связаны с электромагнитными колебаниями между поверхностью Земли и ионосферой, совпадая с ними по основным резонансным частотам. Эта информация открывает широкие возможности по улучшению жизни каждому желающему. Главное – четко знать, что и как надо делать, верить в успех и настойчиво работать над собой.

Основными типами ритмов головного мозга человека, регистрируемыми на современных электроэнцефалограммах, являются:

1. Дельта-ритм – от 0,5 до 4 колебаний в секунду, амплитуда – 50–500 мкВ. Этот ритм возникает как при глубоком естественном сне, так и при наркотическом, а также при коме. Дельта-ритм также наблюдается при регистрации электрических сигналов от участков коры, граничащих с областью травматического очага или опухоли. Низкоамплитудные (20–30 мкВ) колебания этого диапазона могут регистрироваться в состоянии покоя при некоторых формах стресса и длительной умственной работе.

2. Тета-ритм – от 5 до 7 колебаний в секунду. Данный ритм имеет высокий электрический потенциал 100–150 микровольт и высокую амплитуду волн от 10 до 30 мкВ.

Наиболее ярко тета-ритм выражен у детей от двух до пяти лет.

Этот частотный диапазон способствует глубокой релаксации головного мозга, хорошей памяти, более глубокому и быстрому усвоению информации, пробуждению индивидуального творчества и талантов. В большинстве своем у детей до 5 лет головной мозг в дневное время функционирует именно в этом диапазоне волн, что позволяет детям феноменально запоминать огромный запас различной информации, что несвойственно подросткам и взрослым людям. В естественном состоянии этот ритм у основной массы взрослых людей доминирует только во время фазы быстрого сна, полудремы. Именно в этом диапазоне частот в головном мозге достаточно энергии для усвоения больших объемов информации и быстрого переноса ее в долговременную память, усиливаются способности к обучению и снимается стресс. В этом диапазоне мозг находится в состоянии повышенной восприимчивости. Такое состояние идеально для суперобучения, мозг способен длительное время сохранять сосредоточенность, экстравертность и не подвержен тревогам и невротическим проявлениям.

Это диапазон верхних связей мозга, соединяющих между собой оба полушария и непосредственно слои коры мозга с лобными ее зонами.

Общение двух людей на уровне тета-ритмов – это почти во всех случаях истинное общение. Здесь в зачет идет только количество внутренней силы, которой располагает человек, – то главное, что отличает его от другого человека. Разумеется, качество этой силы или «правильность» тета-ритмов могут меняться, но в данном случае это не важно.

У каждого человека есть какие-то энергетические ресурсы, которыми он может лично распоряжаться. Если этих ресурсов у вас больше, чем у партнера, то вы всегда возьмете верх.

Мир тета-ритмов – это мир эмоционально и интеллектуально сильных людей.

Реальный мир людей устроен совершенно противоположным образом. Главное в нем – не личная сила человека, не его знания и даже не мудрость, а готовность слепо подчиняться принятым обществом правилам – видимой нами части внешних структур, которые фактически порабощают и используют нас по своему собственному усмотрению. Именно слабые люди охотнее всего подчиняются любым правилам, поэтому и мир людей устроен так, чтобы дать слабым преимущество. В обществе людей считается, что сильный человек и так пробьет себе нужную дорогу и не пропадет по жизни.

Механизм воздействия одного человека на другого прост: встречаясь с незнакомцем, мы в первый момент всегда попадаем под действие его тета-ритма. И если превосходство другого человека становится очевидным, то в течение нескольких секунд или минут он может «убедить» нас почти в чем угодно. Одновременно почти сразу же включаются наши собственные защитные механизмы, связанные с нейтрализацией любой внешней силы непосредственного воздействия. Проще говоря, наше сознание вспоминает о «социальном статусе» своей личности, и это дает нам ту точку опоры, которая позволяет самому слабому встать вровень с самым сильным. Если социальный статус собеседника выше, то наше подчинение становится оправданным и понятным. Если же чужой статус ниже нашего собственного, то нам почти всегда удается сбить его с правильного ритма или, в крайнем случае, просто прекратить процесс общения с этим человеком.

Для подчиненного неприлично быть сильнее начальника – нас приучают к этому с самого детства и настолько успешно, что высокий статус собеседника почти всегда парализует нашу силу. И наоборот, если мы занимаем более высокое положение, то позволяем себе выпустить силу своего статуса наружу, в то время как окружающие вынуждены несколько съеживаться в нашем присутствии.

3. Альфа-ритм – от 8 до 13 колебаний в секунду, средняя амплитуда 30–70 мкВ, могут, однако, наблюдаться высоко– и низкоамплитудные?-волны. Регистрируется у 85–95 % здоровых взрослых. Лучше всего проявляется в затылочных отделах головного мозга. Наибольшую амплитуду?-ритм имеет в состоянии спокойного бодрствования, особенно при закрытых глазах в затемненном помещении. Блокируется или ослабляется при повышении внимания (в особенности зрительного) или мыслительной активности.

Альфа-ритм характеризует процесс внутреннего «сканирования» человеком мысленных образов при сосредоточении внимания на какой-нибудь умственной проблеме.

Когда мы закрываем глаза, ?-ритмы усиливаются, и это свойство успешно используется при проведении медитации или сеанса гипноза. У большинства людей?-волны исчезают, когда они открывают глаза и перед ними возникает та или иная реальная картина. Статистические и экспериментальные данные свидетельствуют о том, что характер?-ритма является врожденным и наследственным.

У большинства людей, имеющих четко выраженный?-ритм, преобладает способность к абстрактному мышлению. У незначительной группы людей обнаруживается полное отсутствие?-ритмов даже при закрытых глазах. Эти люди свободно мыслят зрительными образами, однако испытывают трудности в решении проблем абстрактного характера.

Люди, которые научились анализировать информацию, когда их мозг работает в?-ритме, имеют доступ к гораздо большим объемам информации, чем обычно. Частота?-ритма головного мозга совпадает с частотой естественного ритма пульсации атмосферы Земли. Когда наш мозг настраивается на частоту пульсации атмосферы Земли, к нам приходят творческие идеи, вдохновенные мысли, обостряется интуиция, что позволяет находить новые неожиданные решения проблем. Недаром говорят: «Закрой глаза, и решение придет само собой».

Когда мозг работает в?-ритме, у человека растут потенциальные возможности управления своей жизнью. Приходит понимание, как лучше разобраться с различными жизненными проблемами, такими, как лишний вес, бессонница, тревога, напряжение, мигрени, вредные привычки и многое другое. Появляется возможность научиться настраивать свою психику таким образом, чтобы достигать поставленных целей и превращать мечты в реальность.

Работа мозга в?-ритме позволяет незаметно входить в состояние транса, которого можно достичь также, занимаясь медитацией или с помощью гипноза. Ученые выяснили, что, когда человек медитирует, у него на физиологическом уровне происходит снижение ритма функционирования головного мозга до уровня?-ритма.

Прием теплой ванны или душа напрямую связан с доминированием?-ритма.

Что может быть лучше для снятия усталости, чем полежать после тяжелого рабочего дня в теплой ванне?

В такой ситуации в головном мозге человека активизируются?-волны. Они помогают расслабиться мышцам уставшего тела. Этот прием хорошо знают и регулярно применяют самые талантливые и самые успешные люди на Земле. Ибо вслед за регулярным расслаблением в теплой ванной к человеку обязательно приходит ментальное озарение, как ключ к успеху и процветанию его таланта.

Ритмы электромагнитных колебаний, существующие в биосфере, складывались в процессе миллионов лет эволюции под влиянием внешней среды. Далеко не последнюю роль среди них играет геомагнитное поле Земли. Но тут возникает вопрос: как мозг человека может «настраиваться» на частоты вибрации земной энергии и «усваивать» энергию магнитного поля планеты? Многие исследователи склоняются к мысли, что в недрах черепной коробки человека существует приемопередающее устройство, на которое и возложены функции «общения» с космической средой.

А как же тогда быть с неустойчивостью характеристик внешнего электромагнитного поля? Ведь мозг просто обязан чутко резонировать на любые изменения основных частот. В противном случае могут произойти непредсказуемые изменения психики, появится ее шаткость, что недопустимо на современном этапе развития человечества.

Значит, в нашем организме должен быть еще один, другой орган, на который возлагаются функции некоего фильтра, сглаживающего высокие амплитуды колебаний и передающего непосредственно в мозг картину с устойчивыми резонансными характеристиками.

Ученые обнаружили этот орган. Он называется мерцательный эпителий бронхов. Его реснички колеблются с одной и той же частотой, образуя устойчивую колебательную систему. А частота колебаний все та же – диапазон в семь-четырнадцать герц. Электрические заряды атмосферы вступают в контакт с колеблющимися ресничками. А при хроническом заболевании мерцательного эпителия дыхательных путей наблюдается изменение альфа-волн.

Чем же так примечателен альфа-ритм и зачем он нужен человеческому организму? Все упирается в сознание человека. В состоянии полной расслабленности и погружения в себя альфа-волны усиливаются, и в нашей психике начинают свой ход оздоровительные и очищающие процессы.

Наше духовное и физическое здоровье напрямую зависит от того, о чем мы думаем и как мы думаем.

Отрешившись от суетных проблем, сконцентрировавшись на глубинном познании своего «Я», человек включает мощные рычаги саморегуляции, которые в первую очередь начинают положительно влиять на его сознание.

Позитивное перепрограммирование этой важнейшей функции нашей психики кардинально меняет внутренний мир человека. Как следствие, меняются и внешние стереотипы поведения, а значит, улучшаются здоровье, внешний вид, растет продолжительность жизни.

Геомагнитные волны Земли воздействуют на идеально отлаженный мерцательный эпителий бронхов человека, что позволяет беспрепятственно передавать в его мозг вибрации энергии Вселенной. В ответ на это в глубинах сознания человека просыпаются скрытые ресурсы: оживает интуиция, становится идеально отточенной концентрация внимания, появляются экстрасенсорные способности. Мир вокруг начинает играть совсем другими красками, делая человека истинно счастливым.

Курящие мальчики и девочки, папы и мамы, возьмите эту информацию себе на заметку.

Курение подавляет функционирование мерцательного эпителия легких, что негативно сказывается не только на состоянии здоровья, но и на развитии ваших творческих способностей.

4. Сигма-ритм . Спонтанный сигма-ритм имеет частоту от 10 до 16 Гц, но в основном составляет от 12 до 14 колебаний в секунду. Сигма-ритм представляет собой веретенообразную активность. Это взрывная или вспышечная активность, веретенообразные вспышки, регистрируемые в состоянии естественного сна. Возникает также при некоторых нейрохирургических и фармакологических воздействиях. Характерным признаком сигма-ритма является нарастание амплитуды в начале вспышки сигма-ритма и ее убывание в конце вспышки. Амплитуда различна, но у взрослых в основном не меньше 50 мкВ. Сигма-ритм появляется в начальной стадии медленного сна, которая следует непосредственно за дремотой. Во время сна с дельта-волнами сигма-ритм возникает редко. В процессе перехода к быстрому сну сигма-ритм наблюдается в ЭЭГ, но полностью блокируется в развитой фазе быстрого сна. У человека этот ритм возникает примерно с трехмесячного возраста. С возрастом частота колебаний ритма, как правило, не меняется.

5. Бета-ритм – низкоамплитудные колебания суммарного потенциала головного мозга с частотой от 15 до 35 колебаний в секунду, амплитуда – 5–30 мкВ. Этот ритм присущ состоянию активного бодрствования. Относится к быстрым волнам. Наиболее сильно этот ритм выражен в лобных областях, но при различных видах интенсивной деятельности резко усиливается и распространяется на другие области мозга. Так, выраженность?-ритма возрастает при предъявлении нового неожиданного стимула, в ситуации внимания, при умственном напряжении, эмоциональном возбуждении.

В состоянии?-ритма наш мозг погружается в рутину бытия с огромным количеством мелких, сиюминутных проблем, которые засасывают каждого из нас в нескончаемый круговорот стрессовых ситуаций, а те, в свою очередь, отгораживают наше сознание от целительного воздействия позитивных электромагнитных излучений Земли. При этом настроение явно портится, здоровье ухудшается, внешний вид становится болезненным, а продолжительность жизни оставляет желать лучшего.

В таком состоянии сконцентрироваться на какой-то серьезной задаче не удается (недаром многие жизненно важные вопросы решаются годами), а озарение никогда не посещает умы людей, отягощенные постоянным грузом текущих проблем.

Бета-ритм отнюдь не наш враг. Именно благодаря?-ритму человечество достигло необозримых высот в техническом прогрессе: построило города, вышло в космос, создало телевидение, компьютеры; развитие медицины тоже напрямую связано с этими волнами.

Чувство любви – производная от ?-ритма.

Не всегда мысли разрушают нашу психику, ведь недаром же говорится: «Как посмотришь, так и отразится». Доброжелательный позитивный настрой к окружающим, увлечение любимым делом, творчество действуют целительно на наш организм: улучшается сердечная деятельность, нормализуется работа других органов – человек становится счастливым, а мир прекрасным.

Погрузившись в глубины сознания, отрешившись от мыслей и проблем окружающего мира, человек приобретает новые удивительные качества, но теряет себя. Дверь, ведущая к тайнам Вселенной, широко открывается перед ним, а реальный мир становится далеким и скучным.

6. Гамма-ритм. Он составляет от 30 до 120–170 до колебаний в секунду. Амплитуда?-ритма очень низка – ниже 10 мкВ и обратно пропорциональна частоте. В случае если амплитуда?-ритма выше 15 мкВ, то ЭЭГ рассматривается как патологическая. Гамма-ритм наблюдается при решении задач, требующих максимального сосредоточенного внимания. Гамма-ритм отражает собой колебания, которые одновременно запускаются в нейронах приходящим сигналом из активирующей системы ретикулярной формации, вызывающим смещение мембранного потенциала.

Гамма-ритм – это общение человека с высшими силами. Общение с «нечто», находящимся за пределами понимания нашего сознания.

Главный бета-ритм дает нам все знание, потенциально доступное человеку, а?-ритмы уводят за эти пределы. То есть?-ритм позволяет нам стать кем-то большим и воспринимать мир уже с точки зрения этого большего. На этом уровне и наш разум, и наш рассудок почти бессильны, здесь действуют другие малоизвестные нам механизмы восприятия и действия. Это как бы надстройка над человеческим сознанием, которую мы можем использовать, но которая изначально нам не принадлежит. Если мы столкнемся с человеком, действительно связанным с какой-то высшей силой, то мы распознаем его безошибочно по выражению лица, блеску глаз, глубине ума. Умение воспринимать правильный?-ритм сохранилось у него в полном объеме. Более того, если мы будем пребывать рядом с ним, то, скорее всего, нам тоже удастся ощутить в себе присутствие высшего. К сожалению, таких людей – единицы, и они почти всегда скрывают эту сторону своего существования, считая, что еще не пришло их время.

Это то, что касается высших?-ритмов, которые очень редки в жизни современного человека. В то же время есть множество простейших форм этой активности мозга, и с ними мы сталкиваемся каждый миг. В первую очередь это то, что люди называют настроением.

Настроение – проблема, под знаком которой проходит вся жизнь. Нам радостно – и все задачи решаются как бы сами собой. Нам грустно – и руки опускаются, мы не в состоянии решить даже простейшие задачи, а главное – мы не получаем от жизни того удовольствия, которое наполняет ее смыслом.

Настроение образует саму основу нашего существования, цель и проклятие жизни человека. По большому счету, все, к чему мы стремимся, – быть счастливым человеком, а счастье – это лишь определенное состояние настроения, определенный рисунок гамма-ритмов. Но беда в том, что мы можем удерживать это состояние лишь краткие мгновения времени. Современный человек по своей природе не самостоятелен, он не может долго существовать в отрыве от некого большего. Конечно, мы можем существовать автономно, но это существование удручает, оно безрадостно. Тот правильный?-ритм, который дает нам ощущение осмысленности, одухотворенности нашей жизни, возникает и поддерживается только тогда, когда мы становимся частью высших «космических» процессов. Но и в этом случае мы очень часто послушно следуем за их собственным движением, т. е. не являемся сильной личностью.

С помощью метода электроэнцефалографии (аббревиатура ЭЭГ), наряду с компьютерной или магнитно-резонансной томографией (КТ, МРТ), изучается деятельность головного мозга, состояние его анатомических структур. Процедуре отведена огромная роль в выявлении различных аномалий методом изучения электрической активности мозга.

ЭЭГ – автоматическая запись электрической активности нейронов структур головного мозга, выполняемая с помощью электродов на специальной бумаге. Электроды крепятся к различным участкам головы и регистрируют деятельность мозга. Таким образом осуществляется запись ЭЭГ в виде фоновой кривой функциональности структур мыслительного центра у человека любого возраста.

Выполняется диагностическая процедура при различных поражениях центральной нервной системы, например, дизартрии, нейроинфекции, энцефалитах, менингитах. Результаты позволяют оценить в динамике патологии и уточнить конкретное место повреждения.

ЭЭГ проводится в соответствии со стандартным протоколом, отслеживающим активность в состоянии сна и бодрствования, с проведением специальных тестов на реакцию активации.

Взрослым пациентам диагностика осуществляется в неврологических клиниках, отделениях городских и районных больниц, психиатрическом диспансере. Чтобы быть уверенным в анализе, желательно обратиться к опытному специалисту, работающему в отделении неврологии.

Детям до 14 лет ЭЭГ проводят исключительно в специализированных клиниках врачи педиатры. Психиатрические больницы не делают процедуру маленьким детям.

Что показывают результаты ЭЭГ

Электроэнцефалограмма показывает функциональное состояние структур головного мозга при умственной, физической нагрузке, во время сна и бодрствования. Это абсолютно безопасный и простой метод, безболезненный, не требующий серьезного вмешательства.

Сегодня ЭЭГ широко применяется в практике врачей-неврологов при диагностике сосудистых, дегенеративных, воспалительных поражений головного мозга, эпилепсии. Также метод позволяет определить расположение опухолей, травматических повреждений, кист.

ЭЭГ с воздействием звука или света на пациента помогает выразить истинные нарушения зрения и слуха от истерических. Метод применяется для динамического наблюдения за больными в реанимационных палатах, в состоянии комы.

Норма и нарушения у детей

1. ЭЭГ детям до 1 года проводят в присутствии матери. Ребенка оставляют в звуко- и светоизолированной комнате, где его кладут на кушетку. Диагностика занимает около 20 минут.
2. Малышу смачивают голову водой или гелем, а затем надевают шапочку, под которой размещены электроды. На уши размещают два неактивных электрода.
3. Специальными зажимами элементы соединяются с проводами, подходящими к энцефалографу. Благодаря небольшой силе тока процедура полностью безопасна даже для младенцев.
4. Прежде чем начать мониторинг, голову ребёнка располагают ровно, чтобы не было наклона вперед. Это может вызвать артефакты и исказить результаты.
5. Младенцам ЭЭГ делают во время сна после кормления. Важно дать насытиться мальчику или девочке непосредственно перед процедурой, чтобы он погрузился в сон. Смесь дают прямо в больнице после проведения общего медосмотра.
6. Малышам до 3 лет энцефалограмму снимают только в состоянии сна. Дети старшего возраста могут бодрствовать. Чтобы ребёнок был спокойным, дают игрушку или книжку.

Важной частью диагностики являются пробы с открыванием и закрыванием глаз, гипервентиляцией (глубокое и редкое дыхание) при ЭЭГ, сжатием и разжиманием пальцев, что позволяет дезорганизовать ритмику. Все тесты проводятся в виде игры.

После получения атласа ЭЭГ врачи диагностируют воспаление оболочек и структур мозга, скрытую эпилепсию, опухоли, дисфункции, стресс, переутомление.

Степень задержки физического, психического, умственного, речевого развития осуществляется с помощью фотостимуляции (мигание лампочки при закрытых глазах).

Значения ЭЭГ у взрослых

Взрослым процедура проводится с соблюдением следующих условий:

• держать во время манипуляции голову неподвижной, исключить любые раздражающие факторы;
• не принимать перед диагностикой успокаивающие и прочие препараты, воздействующие на работу полушарий (Нервиплекс-Н).

Перед манипуляцией врач проводит с пациентом беседу, настраивая его на положительный лад, успокаивает и вселяет оптимизм. Далее на голову крепят специальные электроды, подключенные к аппарату, они считывают показания.

Исследование длится всего несколько минут, совершенно безболезненно.

При условии соблюдения вышеописанных правил с помощью ЭЭГ определяются даже незначительные изменения биоэлектрической активности головного мозга, свидетельствующие о наличии опухолей или начале патологий.

Ритмы электроэнцефалограммы

Электроэнцефалограмма головного мозга показывает регулярные ритмы определенного типа. Их синхронность обеспечивается работой таламуса, отвечающего за функциональность всех структур центральной нервной системы.

На ЭЭГ присутствуют альфа-, бета-, дельта, тетра-ритмы. Они имеют разные характеристики и показывают определенные степени активности мозга.

Альфа – ритм

Частота данного ритма варьирует в диапазоне 8-14 Гц (у детей с 9-10 лет и взрослых). Проявляется почти у каждого здорового человека. Отсутствие альфа ритма говорит о нарушении симметрии полушарий.

Самая высокая амплитуда свойственна в спокойном состоянии, когда человек находится в темном помещении с закрытыми глазами. При мыслительной или зрительной активности частично блокируется.

Частота в диапазоне 8-14 Гц говорит об отсутствии патологий. О нарушениях свидетельствуют следующие показатели:

• alpha активность регистрируется в лобной доле;
• asymmetry межполушарий превышает 35%;
• нарушена синусоидальность волн;
• наблюдается частотный разброс;
• полиморфный низкоамплитудный график менее 25 мкВ или высокий (более 95 мкВ).

Нарушения альфа-ритма свидетельствуют о вероятной асимметричности полушарий (asymmetry) вследствие патологических образований (инфаркт, инсульт). Высокая частота говорит о различных повреждениях головного мозга или черепно-мозговой травме.

У ребенка отклонения альфа-волн от норм являются признаками задержки психического развития. При слабоумии альфа-активность может отсутствовать.

В норме полиморфная активность в пределах 25 − 95 мкВ.

Бета активность

Beta-ритм наблюдается в пограничном диапазоне 13-30 Гц и меняется при активном состоянии пациента. При нормальных показателях выражен в лобной доле, имеет амплитуду 3-5 мкВ.

Высокие колебания дают основания диагностировать сотрясение мозга, появление коротких веретен – энцефалит и развивающийся воспалительный процесс.

У детей патологический бета-ритм проявляется при индексе 15-16 Гц и амплитуде 40-50 мкВ. Это сигнализирует о высокой вероятности отставания в развитии. Доминировать бета-активность может из-за приема различных медикаментов.

Тета-ритм и дельта-ритм

Дельта-волны проявляются в состоянии глубокого сна и при коме. Регистрируются на участках коры головного мозга, граничащих с опухолью. Редко наблюдаются у детей 4-6 лет.

Тета-ритмы варьируются в диапазоне 4-8 Гц, продуцируются гиппокампом и выявляются в состоянии сна. При постоянном увеличении амплитудности (свыше 45 мкВ) говорят о нарушении функций головного мозга.

Если тета-активность увеличивается во всех отделах, можно утверждать о тяжелых патологиях ЦНС. Большие колебания сигнализируют о наличии опухоли. Высокие показатели тета- и дельта-волн в затылочной области говорят о детской заторможенности и задержке в развитии, а также указывают на нарушение кровообращения.

БЭА — Биоэлектрическая активность мозга

Результаты ЭЭГ можно синхронизировать в комплексный алгоритм – БЭА. В норме биоэлектрическая активность мозга должна быть синхронной, ритмической, без очагов пароксизмов. В итоге специалист указывает, какие именно нарушения выявлены и на основании этого проводится заключение ЭЭГ.

Различные изменения биоэлектрической активности имеют интерпретацию ЭЭГ:

• относительно-ритмичная БЭА – может свидетельствовать о наличии мигреней и головных болей;
• диффузная активность – вариант нормы при условии отсутствия прочих отклонений. В сочетании с патологическими генерализациями и пароксизмами свидетельствует об эпилепсии или склонности к судорогам;
• сниженная БЭА ‒ может сигнализировать о депрессии.

Остальные показатели в заключениях

Как научиться самостоятельно интерпретировать экспертные заключения? Расшифровка показателей ЭЭГ представлены в таблице:

Консультации специалистов в области медицины онлайн помогают людям понять, как могут расшифровываться те или иные клинически значимые показатели.

Причины нарушений

Электрические импульсы обеспечивают быструю передачу сигналов между нейронами головного мозга. Нарушение проводниковой функции отражается на состоянии здоровья. Все изменения фиксируются на биоэлектрической активности при проведении ЭЭГ.

Существует несколько причин нарушений БЭА:

• травмы и сотрясения – интенсивность изменений зависит от тяжести. Умеренные диффузные изменения сопровождаются невыраженным дискомфортом и требуют симптоматической терапии. При тяжелых травмах характерны сильные повреждения проводимости импульсов;
• воспаления с вовлечением вещества головного мозга и спинномозговой жидкости. Нарушения БЭА наблюдаются после перенесенного менингита или энцефалита;
• поражение сосудов атеросклерозом. На начальной стадии нарушения умеренные. По мере отмирания тканей из-за нехватки кровоснабжения ухудшение нейронной проводимости прогрессирует;
• облучение, интоксикация. При радиологическом поражении возникают общие нарушения БЭА. Признаки токсического отравления необратимы, требуют лечения и влияют на способности больного выполнять повседневные задачи;
• сопутствующие нарушения. Зачастую связаны с тяжелыми повреждениями гипоталамуса и гипофиза.

ЭЭГ помогает выявить природу вариативности БЭА и назначить грамотное лечение, помогающее активировать биопотенциал.

Пароксизмальная активность

Это регистрируемый показатель, свидетельствующий о резком росте амплитуды волны ЭЭГ, с обозначенным очагом возникновения. Считается, что это явление связано только с эпилепсией. На самом деле пароксизм характерен для разных патологий, в том числе приобретенного слабоумия, невроза и пр.

У детей пароксизмы могут быть вариантом нормы, если не наблюдается патологических изменений в структурах мозга.


При пароксизмальной активности нарушается в основном альфа-ритм. Билатерально-синхронные вспышки и колебания проявляются в длине и частоте каждой волны в состоянии покоя, сна, бодрствования, тревоги, умственной деятельности.

Пароксизмы выглядят так: преобладают заостренные вспышки, которые чередуются с медленными волнами, а при усилении активности возникают так называемые острые волны (спайк) – множество пиков, идущих один за другим.

Пароксизм при ЭЭГ требует дополнительного обследования у терапевта, невролога, психотерапевта, проведения миограммы и прочих диагностических процедур. Лечение заключается в устранении причин и последствий.

При травмах головы устраняют повреждение, восстанавливают кровообращение и проводят симптоматическую терапию.При эпилепсии ищут, что стало ее причиной (опухоль или пр.). Если болезнь врожденная, сводят к минимуму количество припадков, болевой синдром и негативное влияние на психику.

Если пароксизмы являются следствием проблем с давлением, проводится лечение сердечнососудистой системы.

Дизритмия фоновой активности

Означает нерегулярность частот электрических мозговых процессов. Это возникает вследствие следующих причин:

1. Эпилепсия различной этиологии, эссенциальная гипертензия. Наблюдается асимметрия в обоих полушариях с нерегулярной частотой и амплитудой.
2. Гипертония ‒ ритм может уменьшиться.
3. Олигофрения – восходящая активность альфа-волн.
4. Опухоль или киста. Наблюдается асимметрия между левым и правым полушарием до 30%.
5. Нарушение кровообращения. Снижается частота и активность в зависимости от выраженности патологии.

Для оценки дизритмии показанием к ЭЭГ являются такие заболевания, как вегетососудистая дистония, возрастное или врожденное слабоумие, черепно-мозговые травмы. Также процедура проводится при повышенном давлении, тошноте, рвоте у человека.

Ирритативные изменения на ээг

Данная форма нарушений преимущественно наблюдается при опухолях с кистой. Характеризуется общемозговыми изменениями ЭЭГ в виде диффузно-корковой ритмики с преобладанием бета-колебаний.

Также ирритативные изменений могут возникнуть из-за таких патологий, как:

• менингит;
• энцефалит;
• атеросклероз.

Что такое дезорганизация корковой ритмики

Проявляются, как следствие травм головы и сотрясений, которые способны спровоцировать серьезные проблемы. В этих случаях энцефалограмма показывает изменения, происходящие в головном мозге и подкорке.

Самочувствие пациента зависит от наличия осложнений и их серьезности. Когда доминирует недостаточно организованная корковая ритмика в легкой форме - это не влияет на самочувствие пациента, хотя может вызывать некоторый дискомфорт.

Визитов: 49 637