Mu aalto - Mu wave

Yhden johtimen EEG -lukema
Toinen näyte EEG -alfa -värähtelyistä . Tämä rytmi esiintyy mu -rytmin kaltaisilla taajuuksilla , vaikka alfa -värähtelyt havaitaan eri aivojen osissa.
Vasen motorinen kuori korostettu aivoissa
Vasen moottori cortex tai BA4 , on merkitty vihreällä tässä vasemmalla sivusuunnassa näkymä aivoissa. Tämä on alue, jolla mu -rytmit havaitaan kahdenvälisesti .

Sensomotorinen MU rytmi , joka tunnetaan myös nimellä MU aalto , kammata tai veräjä rytmi tai arciform rytmit, on synkronoitu kuviot sähköisen aktiivisuuden johon kuuluu suuri määrä neuronien , luultavasti myös pyramidin tyyppiä, että osa aivoja, että valvonta liikkua vapaaehtoisesti. Nämä kuviot mitattuna elektroenkefalografialla (EEG), magnetoenkefalografialla (MEG) tai sähkökortikografialla (ECoG) toistuvat taajuudella 7,5–12,5 (ja ensisijaisesti 9–11) Hz , ja ne ovat näkyvimpiä, kun keho on fyysisesti levossa. Toisin kuin alfa -aalto , joka esiintyy samalla taajuudella levossanäkökuoressa päänahan takaosassa, mu -rytmi löytyy moottorin kuoren yli, vyöhykkeellä suunnilleen korvasta korvaan. Henkilö tukahduttaa rytmit, kun hän suorittaa moottoritoimintaa tai harjoittelun aikana, kun hän visualisoi motorisen toiminnon suorittamisen. Tätä vaimennusta kutsutaan aallon desynkronoimiseksi , koska EEG -aaltomuodot johtuvat suuresta määrästä neuroneja, jotka polttavat synkronisesti. Mu -rytmi on jopa tukahdutettu, kun havaitaan, että toinen henkilö suorittaa moottoritoimintaa tai abstrakteja liikkeitä, joilla on biologisia ominaisuuksia. Tutkijat, kuten VS Ramachandran ja kollegat, ovat ehdottaneet, että tämä on merkki siitä, että peilineuronijärjestelmä on mukana mu -rytmin tukahduttamisessa, vaikka toiset ovat eri mieltä.

Mu -rytmi kiinnostaa monia tutkijoita. Tutkijat, jotka tutkivat hermoston kehittymistä ovat kiinnostuneita yksityiskohdista kehittämistä mu rytmin imeväisiässä ja lapsuudessa ja sen rooli oppimisen. Koska ryhmä tutkijoita uskoo, että muuttunut peilineuronijärjestelmä vaikuttaa voimakkaasti autismispektrihäiriöön (ASD) ja että mu -rytmin tukahduttaminen on osoitus peilineuronien aktiivisuudesta, monet näistä tiedemiehistä ovat herättäneet suuremman kiinnostuksen tutkia aalto ASD -potilailla. Eri tutkijat käyttävät myös mu -rytmejä kehittääkseen uutta tekniikkaa: aivot -tietokone -rajapinta (BCI). BCI -järjestelmien ilmaantumisen myötä lääkärit toivovat voivansa antaa vakavasti fyysisesti vammaisille väestölle uusia viestintämenetelmiä ja keinoja manipuloida ja navigoida ympäristöissään.

Peili neuronit

Peilisolu järjestelmä koostuu luokan neuronien että tutkittiin ensin 1990-luvulla makakiapinoita . Tutkimukset ovat löytäneet neuroniryhmiä, jotka laukaisevat, kun nämä apinat suorittavat yksinkertaisia ​​tehtäviä ja myös kun apinat katsovat muita suorittavan samoja yksinkertaisia ​​tehtäviä. Tämä viittaa siihen, että heillä on rooli muiden liikkeiden kartoittamisessa aivoihin suorittamatta liikkeitä fyysisesti. Näitä neuroniryhmiä kutsutaan peilineuroneiksi ja ne muodostavat yhdessä peilineuronijärjestelmän. Mu -aallot tukahdutetaan, kun nämä neuronit sytyttävät ilmiön, jonka avulla tutkijat voivat tutkia peilien hermosolujen toimintaa ihmisissä. On näyttöä siitä, että peilineuroneja on sekä ihmisillä että eläimillä, jotka eivät ole ihmisiä. Erityisen kiinnostavia ovat oikea fusiform gyrus , vasen huonompi parietaalinen lobule , oikea etuosa parietaalinen aivokuori ja vasen alempi frontal gyrus . Jotkut tutkijat uskovat, että mu-aaltojen tukahduttaminen voi olla seurausta peili-hermosolujen aktiivisuudesta koko aivoissa ja edustaa peili-hermosolujen aktiivisuuden korkeamman tason integroivaa prosessointia. Testit sekä apinoilla (käyttäen invasiivisia mittaustekniikoita) että ihmisillä (käyttäen EEG: tä ja fMRI: tä ) ovat havainneet, että nämä peilineuronit eivät ainoastaan ​​syty motoristen perustehtävien aikana, vaan niissä on myös komponentteja, jotka käsittelevät tarkoitusta. On näyttöä peilineuronien tärkeästä roolista ihmisissä, ja mu -aallot voivat edustaa näiden peilineuronien korkeatasoista koordinointia.

Kehitys

Hedelmällinen käsite mu -aalloista pediatrisessa käytössä on, että mu -aaltojen tukahduttaminen edustaa maailmassa käynnissä olevaa toimintaa ja on havaittavissa etu- ja parietaalisissa verkoissa. Lepovärähtely vaimenee aistitietojen, kuten äänien tai näkyjen, tarkkailun aikana, yleensä etupuolen (motorisen) aivokuoren alueella. Mu -aalto on havaittavissa lapsenkengissä jo neljästä kuuteen kuukauteen, jolloin aallon huipputaajuus voi olla jopa 5,4 Hz . Huipputaajuus kasvaa nopeasti ensimmäisen elinvuoden aikana, ja kahden vuoden iässä taajuus saavuttaa tyypillisesti 7,5 Hz. Mu -aallon huipputaajuus kasvaa iän myötä kypsymiseen aikuisuuteen, jolloin se saavuttaa lopullisen ja vakaan taajuutensa 8–13 Hz. Nämä vaihtelevat taajuudet mitataan aktiivisuutena keskushermoston ympärillä , Rolandin kuoren sisällä.

Mu -aaltojen uskotaan osoittavan lapsen kehittyvää kykyä jäljitellä . Tämä on tärkeää, koska matkimiskyvyllä on tärkeä rooli motoristen taitojen , työkalujen käytön ja syy -informaation ymmärtämisessä sosiaalisen vuorovaikutuksen kautta. Jäljitteleminen on olennainen osa sosiaalisten taitojen kehittämistä ja sanattomien vihjeiden ymmärtämistä. Syy -suhteet voidaan luoda sosiaalisen oppimisen avulla ilman kokemusta. Toiminnassa mu -aallot ovat läsnä sekä imeväisillä että aikuisilla ennen ja jälkeen moottoritehtävän suorittamisen ja siihen liittyvän desynkronoinnin. Pienillä lapsilla on kuitenkin tavoitehakuista toimintaa korkeampi desynkronointiaste kuin aikuisilla. Aivan kuten toiminnan suorittamisen yhteydessä, myös havaintojen aikana imeväisten mu -aallot eivät ainoastaan ​​osoita desynkronoitumista, vaan osoittavat desinchronisoitumista, joka on suurempi kuin aikuisilla. Tästä taipumuksesta muutoksiin synkronoinnin asteessa todellisten taajuusmuutosten sijasta tulee mitta aallon kehitykselle koko aikuisikän ajan, vaikka eniten muutoksia tapahtuu ensimmäisen elinvuoden aikana. Toiminnan havaitsemisen ja toteuttamisen välillä jaettavien mekanismien ymmärtäminen ensimmäisinä elämänvuosina vaikuttaa kielen kehitykseen . Oppiminen ja ymmärtäminen sosiaalisen vuorovaikutuksen kautta tulee liikkeiden ja vokaaliäänien matkimisesta. Kokemuksen jakaminen esineeseen tai tapahtumaan osallistumisesta toisen kanssa voi olla voimakas voima kielen kehityksessä.

Autismi

Autismi on häiriö, joka liittyy sosiaalisiin ja kommunikaatiovajeisiin. Yhtä autismin syytä ei ole vielä tunnistettu, mutta mu -aalto- ja peilineuronijärjestelmää on tutkittu erityisesti niiden roolin vuoksi häiriössä. Tyypillisesti kehittyvässä yksilössä peilineuronijärjestelmä reagoi, kun hän joko katselee jonkun suorittavan tehtävää tai suorittaa tehtävän itse. Autistisilla henkilöillä peilineuronit aktivoituvat (ja näin ollen aallot tukahdutetaan) vasta, kun henkilö suorittaa tehtävän itse. Tämä havainto on johtanut joidenkin tutkijoiden, erityisesti VS Ramachandranin ja työtovereidensa, näkemään autismia epäselvänä ymmärryksenä muiden yksilöiden aikomuksista ja tavoitteista peilineuronijärjestelmän ongelmien vuoksi. Tämä puute selittäisi autististen ihmisten vaikeudet kommunikoida ja ymmärtää muita. Vaikka useimmat peilineuronijärjestelmää ja autismia sairastavien mu -aaltojen tutkimukset ovat keskittyneet yksinkertaisiin motorisiin tehtäviin, jotkut tutkijat spekuloivat, että näitä testejä voidaan laajentaa osoittamaan, että peilineuronijärjestelmän ongelmat ovat yleisten kognitiivisten ja sosiaalisten alijäämien taustalla .

fMRI -aktivoitumismäärät huonommassa etummaisessa gyrusissa lisääntyvät iän myötä autistisilla ihmisillä, mutta eivät tyypillisesti kehittyvillä yksilöillä. Lisäksi suurempi aktivointi liittyi suurempiin silmäkosketuksiin ja parempaan sosiaaliseen toimintaan . Tutkijat uskovat, että alempi etuosa on yksi tärkeimmistä hermokorrelaateista ihmisten peilineuronijärjestelmän kanssa ja liittyy usein autismiin liittyviin alijäämiin. Nämä havainnot viittaavat siihen, että peili-neuronijärjestelmä ei välttämättä ole toimimaton autismin omaavilla henkilöillä, vaan yksinkertaisesti epänormaali sen kehityksessä. Tämä tieto on merkittävää tämän keskustelun kannalta, koska mu -aallot voivat integroida peilineuronien toiminnan eri alueita aivoissa. Muissa tutkimuksissa on arvioitu yrityksiä tietoisesti stimuloida peilineuronijärjestelmää ja tukahduttaa mu -aaltoja käyttämällä neurofeedbackia (eräänlainen biofeedback, joka annetaan tietokoneiden kautta, jotka analysoivat aivotoiminnan reaaliaikaisia ​​tallennuksia, tässä tapauksessa mu -aaltojen EEG: itä). Tämäntyyppinen hoito on vielä alkuvaiheessa täytäntöönpanossa autistisille henkilöille, ja sen menestysennusteet ovat ristiriitaisia.

Aivot -tietokone -rajapinnat

Aivojen ja tietokoneiden rajapinnat (BCI) ovat kehittyvä tekniikka, jonka lääkärit toivovat tuovan jonain päivänä enemmän itsenäisyyttä ja tahdonvapautta vakavasti fyysisesti vammaisille. Tekniikka voi auttaa ihmisiä, joilla on lähes täydellinen tai täydellinen halvaus, kuten joilla on tetraplegia (kvadriplegia) tai pitkälle edennyt amyotrofinen lateraaliskleroosi (ALS); BCI: t on tarkoitettu auttamaan heitä kommunikoimaan tai jopa siirtämään esineitä, kuten moottoroituja pyörätuoleja, neuroproteeseja tai robottitartuntatyökaluja. Harvat näistä tekniikoista ovat tällä hetkellä säännöllisesti vammaisten käytössä, mutta kokeilutasolla kehitetään monenlaisia. Eräs BCI-tyyppi käyttää mu-aallon tapahtumiin liittyvää desynkronointia (ERD) tietokoneen ohjaamiseen. Tämä aivotoiminnan seurantamenetelmä hyödyntää sitä tosiasiaa, että kun ryhmä neuroneja on levossa, niillä on taipumus ampua synkronisesti keskenään. Kun osallistujaa kuvitellaan kuvittelevan liikettä ("tapahtuma"), tuloksena oleva desynkronointi (neuroniryhmä, joka ampui synkronisissa aalloissa ja joka nyt laukaisee monimutkaisissa ja yksilöllisissä kuvioissa) voidaan tunnistaa ja analysoida tietokoneella luotettavasti. Tällaisen käyttöliittymän käyttäjiä koulutetaan visualisoimaan tyypillisesti jalan, käden ja/tai kielen liikkeitä, jotka ovat kukin eri paikoissa aivokuoren homunculuksessa ja jotka erotetaan siten elektroenkefalografialla (EEG) tai sähkökortikografilla (ECoG) toimintaa moottorin kuoren yli . Tässä menetelmässä tietokoneet tarkkailevat tyypillistä mu-aallon ERD-mallia, joka on vastakohta visualisoidulle liikkeelle yhdistettynä tapahtumaan liittyvään synkronointiin (ERS) ympäröivässä kudoksessa. Tämä parillinen malli vahvistuu koulutuksen myötä, ja koulutus muodostuu yhä enemmän pelien muodossa, joista osa hyödyntää virtuaalitodellisuutta . Jotkut tutkijat ovat havainneet, että virtuaalitodellisuuspelien palaute on erityisen tehokasta, kun se antaa käyttäjälle työkaluja parantaakseen hänen aaltokuvioidensa hallintaa. ERD -menetelmä voidaan yhdistää yhteen tai useampaan muuhun aivojen sähköisen aktiivisuuden seurannan menetelmään, jolloin voidaan luoda hybridi -BCI -järjestelmiä, jotka tarjoavat usein enemmän joustavuutta kuin BCI, joka käyttää yhtä yksittäistä seurantamenetelmää.

Historia

Mu -aaltoja on tutkittu 1930 -luvulta lähtien, ja niitä kutsutaan värin rytmiksi, koska pyöristetyt EEG -aallot muistuttavat krokettiheittoja . Vuonna 1950 Henri Gastaut ja hänen työtoverinsa ilmoittivat näiden aaltojen epäsynkronoitumisesta paitsi kohteidensa aktiivisten liikkeiden aikana myös silloin, kun koehenkilöt havaitsivat jonkun toisen suorittamia toimia. Nämä tulokset vahvistivat myöhemmin lisää tutkimusryhmää, mukaan lukien tutkimus käyttäen subduraalisen elektrodia kojen epileptinen potilailla. Jälkimmäinen tutkimus osoitti mu -vaimennusta, kun taas potilaat havaitsivat liikkuvia ruumiinosia aivokuoren somaattisilla alueilla, jotka vastasivat näyttelijän liikuttamaa ruumiinosaa. Lisätutkimukset ovat osoittaneet, että mu-aallot voidaan myös synkronoida kuvittelemalla toimintoja ja katsomalla passiivisesti pistevalon biologista liikettä .

Katso myös

Aivojen aallot

Viitteet