نوسان عصبی

در حالی که تمام تلاش برای پیروی از قوانین سبک استناد شده است ، ممکن است اختلافاتی وجود داشته باشد. در صورت داشتن هرگونه سؤال ، لطفاً به کتابچه راهنمای مناسب یا منابع دیگر مراجعه کنید.

ویراستاران ما آنچه را که ارسال کرده اید بررسی می کنند و تعیین می کنند که آیا مقاله را تجدید نظر کنید.

در حالی که تمام تلاش برای پیروی از قوانین سبک استناد شده است ، ممکن است اختلافاتی وجود داشته باشد. در صورت داشتن هرگونه سؤال ، لطفاً به کتابچه راهنمای مناسب یا منابع دیگر مراجعه کنید.

ویراستاران ما آنچه را که ارسال کرده اید بررسی می کنند و تعیین می کنند که آیا مقاله را تجدید نظر کنید.

نوسان عصبی ، الگوهای ریتمیک هماهنگ فعالیت الکتریکی تولید شده توسط سلولهای عصبی در مغز ، نخاع و سیستم عصبی اتونوم.

به طور کلی نوسانات بازتاب تعامل متعادل بین دو یا چند نیرو است. در مغز ، آنها به طور معمول منعکس کننده رقابت بین تحریک و مهار هستند. تعادل بین این دو نسبی است و در چرخه نوسان ، تحریک و مهار در مراحل مختلف حاکم است. این دو اثر عمده دارد. اول ، نوسانات از نظر انرژی کارآمدترین روش هماهنگ سازی نورون ها و تشکیل مجامع عصبی هستند و بنابراین ، بسیاری از نورونهای تحریکی را می توان در یک محدوده فاز محدود همزمان کرد و پیام ها را به ساختارهای پایین دست در مرحله "ارسال" ارسال کرد. دوم ، در مرحله "دریافت" (یا آشفتگی) خود ، شبکه می تواند به طور مؤثر به ورودی های بالادست پاسخ دهد.

اولین الگوی مغز مشاهده شده با ضبط فعالیت الکتریکی از پوست سر (الکتروانسفالوگرام ، EEG) یک نوسان (ریتم آلفا) بود که توسط روانپزشک آلمانی هانس برگر در دهه 1920 شناسایی شد. اولین الگوی جمعیت عصبی که در طول توسعه ظهور می کند نیز یک ریتم است که به عنوان قلم مو دلتا معروف است.

انواع ریتم مغز

حداقل 10 ریتم مغزی گسسته وجود دارد که بیش از چهار مرتبه از نظر فرکانس را پوشش می دهد ، از تقریباً 0. 02 تا 600 هرتز (هرتز). ساختارهای مختلف مغز و حالتهای مغز دارای زیر مجموعه های مختلف نوسانات هستند. بیشتر نوسانات کوتاه مدت (کمتر از ثانیه) است ، در حالی که برخی دیگر می توانند برای مدت طولانی تر پایدار شوند.

به طور سنتی ، باندهای فرکانس با حروف یونانی مشخص می شوند. آنها نشانگر نظم منطقی فرکانس ها نیستند بلکه تقریباً ترتیب اکتشافات آنها هستند. نوسانات آلفا (8-12 هرتز) هنگام بسته شدن چشم ها برجسته ترین قسمت قشر مغز است. نوسانات تتا با دامنه بزرگ (4-10 هرتز) در طول ناوبری مکانی و پردازش حافظه بر سیستم هیپوکامپ-آنتورینال حاکم است. امواج دلتا (0. 5-1. 5 هرتز) ، بزرگترین امواج دامنه در نئوکورتکس (منطقه قشر مغز مرتبط با بینایی و شنوایی) ، در هنگام خواب غیر REM وجود دارد. ریتم های بتا (13-30 هرتز) در صورت عدم حرکت در سراسر سیستم حرکتی وجود دارد ، در حالی که نوسانات بتا گذرا (یا دوک های خواب) در مراحل اولیه خواب در سیستم تالاموکورتیکال وجود دارد. نوسانات گاما (30-120 هرتز) تقریباً در تمام ساختارها و تمام حالتهای مغزی وجود دارد ، اگرچه در مغز برانگیخته و توجه حاکم هستند. الگوی موج دار گذرا (130-200 هرتز) ، برجسته ترین در هیپوکامپ ، برای انتقال خاطرات و برنامه های عمل از هیپوکامپ به نئوکورتکس خدمت می کند. این و سایر ریتم ها می توانند به طور موقت در یکسان یا در ساختارهای مختلف همزیستی شوند و با یکدیگر در تعامل باشند.

سلسله مراتب ریتم مغز

صورت فلکی مختلف نوسانات مغزی متعدد ، به جای ریتم خاص ، با تغییرات حالت مغز مانند مراحل خواب و سطح برانگیختگی بیدار شدن همراه است. باند فرکانس فردی ، که توسط EEG اندازه گیری می شوند ، پیشرفت هندسی را در مقیاس فرکانس خطی یا پیشرفت خطی در مقیاس لگاریتمی طبیعی تشکیل می دهند. از آنجا که فرکانس های مرکز گروههای همسایه با یکدیگر رابطه غیرقانونی دارند ، آنها نمی توانند برای مدت طولانی یکدیگر را وارد کنند. درعوض ، تداخل نوسان بین آنها باعث نوسان دائمی بین حالتهای ناپایدار و پایدار می شود. این توضیح می دهد منظره همیشه در حال تغییر EEG.

ریتم های مختلف به یک رابطه سلسله مراتبی محدود می شوند و با تعدیل فاز فرکانس بین نوسانات مختلف بیان می شوند. فاز یک نوسان آهسته دامنه ریتم سریعتر را تعدیل می کند. به نوبه خود ، فاز ریتم سریعتر دامنه یک حتی سریعتر و غیره را تعدیل می کند. به عنوان مثال ، سنبله های نورون های محلی به فازهای نوسان موج دار بسته می شوند. احتمال وقوع موج موج توسط مرحله دوک های خواب تالاموکورتیکال تعدیل می شود. وقایع دوک نخ ریسی ، به نوبه خود ، توسط نوسانات دلتای قشر مغز ، که در نوسانات مادون قرمز در سطح مغز قرار دارند ، تعدیل می شوند (~0. 1 هرتز). نوسانات سریع محلی است ، در حالی که نوسانات کندتر می تواند حجم بیشتری از مغز را به خود جلب کند. تعامل آنها اجازه می دهد تا محاسبات محلی در سطح جهان پخش شود و به حالتهای جهانی مغز اجازه دهد محاسبات محلی را در مناطق مختلف مغز کنترل کنند.

مکانیسم نوسانات شبکه

دو جنبه از نوسانات عصبی قابل تشخیص است: مکانیسم تولید ریتم و بستر نسل فعلی. اگرچه نورونهای فردی می توانند در انزوا نوسان کنند ، اما ریتم شبکه به طور معمول از تعامل بسیاری از نورونهای شلیک نامنظم در داخل و در سراسر ساختارهای مغز ناشی می شود. آنها الگوهای ظهور هستند و فرکانس آنها توسط ثابت های مختلف زمان عصبی تعیین می شود. در مورد ریتم گاما ، اینها با ثابت زمان غشای عصبی و گیرنده های مهاری سریع و سریع تحریک کننده مطابقت دارد. نورونهای محرمانه فاز باعث نوسان منسجم پتانسیل های غشای آنها می شوند و بردار خلاصه آنها در فضای خارج سلولی را می توان با استفاده از الکترودها تشخیص داد و به راحتی برای نظارت بر تغییرات پویا جمعیت عصبی استفاده می شود.

نوسانات در باند فرکانس یکسان می تواند توسط مکانیسم های مختلف در ساختارهای مختلف (به عنوان مثال ، نوسانات هیپوکامپ و خط میانی تتا) ایجاد شود. نوسانات به خودی خود به عملکردهای خاص شناختی یا حرکتی خدمت نمی کند. در عوض ، مزایای یک نوسان خاص به سیستم مغز که توسط آن پشتیبانی می شود بستگی دارد. به عنوان مثال ، معنی نوسانات گاما در لامپ بویایی حسی با موارد موجود در مدارهای پیشانی که عملکردهای شناختی را ارائه می دهند ، متفاوت است.

حفظ در سراسر گونه ها

یک جنبه قابل توجه از ریتم های مغزی ماهیت تکاملی آنها است. هر نوسان شناخته شده در یک گونه نیز تقریباً در همه پستانداران دیگر یافت می شود. باندهای فرکانس ، جنبه های زمانی فعالیت نوسان (به عنوان مثال ، مدت زمان و تکامل زمانی) و همبستگی های رفتاری آنها با وجود افزایش 17000 برابر در حجم مغز از درخت کوچک به سیتاسیان مغز بزرگ حفظ می شود. حفظ نوسانات مغزی و اثرات اتصال متقابل فرکانس آنها در بین گونه ها نقش اساسی در هماهنگی زمانی فعالیت عصبی را نشان می دهد.

نقش در نحو عصبی

نوسانات مغزی می تواند فعالیت عصبی را برای تجزیه و بسته بندی اطلاعات عصبی برای ارتباط بین مناطق مغز جدا و بسته بندی کند. از آنجا که تمام نوسانات عصبی مبتنی بر مهار هستند ، می توانند پیام های عصبی را تجزیه و جمع کنند ، پیش نیاز برای هر مکانیسم کدگذاری. امواج گاما نورون ها را در مجامع ترکیب می کنند ، که می توان به عنوان "نامه" عصبی تصور کرد. ماهیت سلسله مراتبی ریتم های همراه با فرکانس متقابل می تواند به عنوان مکانیسمی برای ترکیب حروف عصبی به کلمات و کلمات عصبی به جملات باشد ، به طوری که می توان اطلاعات ترکیبی بدون مرز را از الگوهای سنبله تولید کرد. نوسان سازهای عصبی پالس هستند و می توانند به راحتی یکدیگر را وارد کنند و اثربخشی تبادل پیام بین مناطق مغز را تسهیل می کنند.

نوسانات عصبی در بیماری

هر اختلال روانی با نوعی تغییر ریتم همراه است. موج های سریع و hypersynchrony نشانگر صرع است ، نوسانات گاما در اسکیزوفرنی کاهش می یابد ، افسردگی با تغییر در اسپیندل خواب مشخص می شود و نوسانات بتا در مناطق حرکتی در بیماری پارکینسون تشخیصی است. با این حال ، رابطه بین بیماری و نوسانات پیچیده است. اتصال تغییر یافته بین الگوهای مختلف نوسان و تغییرات در ساختارهای مختلف از افزایش یا کاهش دامنه در یک باند فرکانس خاص مهمتر است.