Fala delta - Delta wave

Dla zespołu medycznego, patrz zespół Wolffa-Parkinsona-White'a . W programie telewizyjnym zobacz Delta Wave .

Image
Fale delta, EEG (elektroencefalograf) jednosekundowa próbka

Fale delta to oscylacje neuronowe o wysokiej amplitudzie i częstotliwości od 0,5 do 4 herców . Fale delta, podobnie jak inne fale mózgowe, mogą być rejestrowane za pomocą elektroencefalografii (EEG) i są zwykle związane z głębokim 3 etapem snu NREM , znanym również jako sen wolnofalowy (SWS) i pomagają scharakteryzować głębokość snu.

Image
To jest zrzut ekranu pacjenta podczas snu wolnofalowego (etap 3). EEG o wysokiej amplitudzie jest podświetlony na czerwono. Ten zrzut ekranu przedstawia 30-sekundową epokę (30 sekund danych).

Tło i historia

„Fal delta” raz pierwszy opisano w 1930 przez W. Grey Walter , który ulepszyć Hans Berger jest elektroencefalografii maszyny (EEG) w celu wykrycia alfa oraz delta fal. Fale delta można określić ilościowo za pomocą ilościowej elektroencefalografii .

Klasyfikacja i cechy

Fale delta, podobnie jak wszystkie fale mózgowe, można wykryć za pomocą elektroencefalografii (EEG). Fale delta były pierwotnie definiowane jako mające częstotliwość od 1 do 4 Hz , chociaż nowsze klasyfikacje określają granice między 0,5 a 2 Hz. Są to klasycznie opisane fale mózgowe o najwolniejszej i najwyższej amplitudzie, chociaż ostatnie badania opisują wolniejsze (<0,1 Hz) oscylacje. Fale delta zaczynają pojawiać się w fazie 3 snu, ale na etapie 4 prawie cała aktywność widmowa jest zdominowana przez fale delta. Sen fazy 3 definiuje się jako mniej niż 50% aktywności fal delta, podczas gdy sen fazy 4 ma ponad 50% aktywności fal delta. Te etapy zostały ostatnio połączone i są obecnie wspólnie określane jako faza snu wolnofalowego N3. Podczas N3 SWS fale delta stanowią 20% lub więcej zapisu EEG na tym etapie. Fale delta występują u wszystkich ssaków, a potencjalnie także u wszystkich zwierząt.

Fale delta są często związane z innymi zjawiska EEG z K-kompleks . Wykazano, że kompleksy K bezpośrednio poprzedzają fale delta podczas snu wolnofalowego.

Fale delta zostały również sklasyfikowane zgodnie z lokalizacją aktywności na przerywaną aktywność delta czołową (FIRDA), skroniową (TIRDA) i potyliczną (OIRDA).

Neurofizjologia

Różnice płci

Wykazano, że samice wykazują większą aktywność fal delta i dotyczy to większości gatunków ssaków. Ta rozbieżność staje się widoczna dopiero we wczesnej dorosłości (w wieku 30 lub 40 lat u ludzi), przy czym mężczyźni wykazują większe związane z wiekiem zmniejszenie aktywności fal delta niż kobiety.

Lokalizacja mózgu i biochemia

Fale delta mogą powstawać we wzgórzu lub w korze. Uważa się, że w połączeniu ze wzgórzem powstają w koordynacji z formacją siatkowatą . Wykazano , że w korze jądra nadskrzyżowaniowe regulują fale delta, ponieważ wykazano, że zmiany w tym obszarze powodują zakłócenia w aktywności fal delta. Ponadto fale delta wykazują lateralizację, z dominacją prawej półkuli podczas snu. Fal delta Wykazano pośredniczy częściowo przez kanały wapniowe typu T . Podczas snu fal delta neurony są globalnie hamowane przez kwas gamma-aminomasłowy (GABA).

Aktywność Delta stymuluje uwalnianie kilku hormonów, w tym hormonu uwalniającego hormon wzrostu GHRH i prolaktyny (PRL). GHRH jest uwalniany z podwzgórza , co z kolei stymuluje uwalnianie hormonu wzrostu (GH) z przysadki mózgowej . Wydzielanie (PRL), które jest blisko spokrewnione z (GH), jest również regulowane przez przysadkę. Uwalnianie hormonu tyreotropowego (TSH) jest zmniejszone w odpowiedzi na sygnalizację falą delta.

Rozwój

Wykazano, że niemowlęta spędzają dużo czasu w śnie wolnofalowym , a zatem mają większą aktywność fal delta. W rzeczywistości fale delta są dominującymi formami fal u niemowląt. Analiza EEG w stanie czuwania noworodka wskazuje, że aktywność fal delta dominuje w tym wieku i nadal pojawia się w EEG w czasie czuwania pięciolatków. Aktywność fal delta podczas snu wolnofalowego spada w okresie dojrzewania, przy czym odnotowano spadek o około 25% w wieku od 11 do 14 lat. Wykazano, że fale delta zmniejszają się w ciągu całego życia, przy czym większość spadku zaobserwowano w połowie lat czterdziestych. W wieku około 75 lat faza czwarta snu i fale delta mogą być całkowicie nieobecne. Oprócz zmniejszenia częstości występowania fal delta podczas snu wolnofalowego u osób starszych, częstość występowania czasowych fal delta jest często obserwowana u osób starszych, a częstość występowania również wzrasta wraz z wiekiem.

Zakłócenia i zaburzenia

Aktywność regionalnej fali delta niezwiązana ze snem NREM została po raz pierwszy opisana przez W. Graya Waltera , który badał guzy półkuli mózgu . Zakłócenia aktywności fal delta i snu wolnofalowego są obserwowane w wielu różnych zaburzeniach. W niektórych przypadkach może wystąpić wzrost lub spadek aktywności fal delta, podczas gdy inne mogą objawiać się zakłóceniami aktywności fal delta, takimi jak fale alfa obecne w widmie EEG. Zakłócenia fal delta mogą występować w wyniku uszkodzeń fizjologicznych, zmian w metabolizmie składników odżywczych, zmian chemicznych, a także mogą być idiopatyczne. Zakłócenia aktywności delta obserwuje się u dorosłych w stanach zatrucia lub majaczenia oraz u osób z rozpoznaniem różnych zaburzeń neurologicznych, takich jak demencja lub schizofrenia .

Czasowa nieregularna fala delta niskiego napięcia

U pacjentów z niedokrwiennymi chorobami mózgu, szczególnie w połączeniu z niewielkimi zmianami niedokrwiennymi, często wykrywano czasową niskonapięciową nieregularną aktywność fal delta i jest ona wskazówką na wczesne stadium uszkodzenia naczyń mózgowych .

Parasomnie

Parasomnie , kategoria zaburzeń snu , są często związane z zakłóceniami snu wolnofalowego. Spacery we śnie i mówienie przez sen najczęściej występują w okresach wysokiej aktywności fal delta. Wykazano również, że osoby chodzące we śnie mają większą hipersynchroniczną aktywność delta (HSD) w porównaniu do całkowitego czasu spędzonego na etapie 2, 3 i 4 snu w porównaniu do osób zdrowych. HSD odnosi się do obecności ciągłych, wysokonapięciowych (>150 µV) fal delta obserwowanych w zapisach EEG podczas snu. Parasomnie, które pojawiają się głęboko we śnie NREM, obejmują również lęki senne i pobudzenie splątania.

Deprywacja snu

Wykazano, że całkowite pozbawienie snu zwiększa aktywność fal delta podczas regeneracji snu, a także zwiększa hipersynchroniczną aktywność delta.

Choroba Parkinsona

Zaburzenia snu, a także otępienie są częstymi cechami choroby Parkinsona , a pacjenci z tą chorobą wykazują zaburzoną aktywność fal mózgowych. Wykazano, że lek Rotygotyna , opracowany do leczenia choroby Parkinsona, zwiększa moc delta i sen wolnofalowy.

Schizofrenia

Osoby cierpiące na schizofrenię wykazują zaburzone wzorce EEG i istnieje ścisły związek między zmniejszonymi falami delta podczas głębokiego snu i negatywnymi objawami związanymi ze schizofrenią. Wykazano, że podczas snu wolnofalowego (etapy 3 i 4) schizofrenicy mają zmniejszoną aktywność fal delta, chociaż wykazano również, że fale delta są zwiększone w czasie czuwania w cięższych postaciach schizofrenii. Ostatnie badania wykazały, że dominacja prawej przedniej i centralnej fali delta, obserwowana u osób zdrowych, jest nieobecna u pacjentów ze schizofrenią. Ponadto ujemna korelacja między aktywnością fal delta a wiekiem nie jest również obserwowana u osób ze schizofrenią.

Cukrzyca i insulinooporność

Wykazano, że zakłócenia snu wolnofalowego (delta) zwiększają ryzyko rozwoju cukrzycy typu II, potencjalnie z powodu zaburzeń wydzielania hormonu wzrostu przez przysadkę. Ponadto hipoglikemia występująca podczas snu może również zaburzać aktywność fal delta. Niskonapięciowe nieregularne fale delta wykryto również w lewym płacie skroniowym pacjentów z cukrzycą z częstością 56% (w porównaniu do 14% u zdrowych osób z grupy kontrolnej).

Fibromialgia

Pacjenci cierpiący na fibromialgię często zgłaszają nieodświeżający sen. Badanie przeprowadzone w 1975 roku przez Moldovsky et al. wykazali, że aktywność fal delta tych pacjentów w fazie 3 i 4 snu była często przerywana falami alfa . Później wykazali, że pozbawienie ciała aktywności snu fal delta wywoływało również bóle mięśniowo-szkieletowe i zmęczenie .

Alkoholizm

Wykazano, że alkoholizm powoduje sen z mniejszą ilością snu wolnofalowego i mniejszą mocą delta, jednocześnie zwiększając częstość występowania fazy 1 i REM zarówno u mężczyzn, jak iu kobiet. Wykazano, że w przypadku długotrwałego nadużywania alkoholu wpływ alkoholu na architekturę snu i zmniejszenie aktywności delta utrzymuje się nawet po długich okresach abstynencji.

Padaczka skroniowa

Powolne fale, w tym fale delta, są związane z napadową aktywnością w mózgu. W. Gray Walter był pierwszą osobą, która zastosowała fale delta z EEG do zlokalizowania guzów mózgu i zmian powodujących padaczkę skroniową . Neurofeedback został zasugerowany jako leczenie padaczki skroniowej i teoretycznie działa w celu zmniejszenia niewłaściwego wtargnięcia fali delta, chociaż przeprowadzono ograniczone badania kliniczne w tym zakresie.

Inne zaburzenia

Inne zaburzenia często związane z zaburzoną aktywnością fal delta obejmują:

Świadomość i marzenia

Początkowo uważano, że sny występują tylko podczas snu z szybkimi ruchami gałek ocznych, chociaż obecnie wiadomo, że sny mogą również występować podczas snu wolnofalowego. Fale delta i aktywność fal delta charakteryzują się u większości ludzi pozornym stanem nieświadomości i utratą świadomości fizycznej, a także „iteracją informacji”.

Uważa się również, że aktywność fal delta pomaga w tworzeniu deklaratywnej i jawnej formacji pamięci.

rola kulturowa i religijna

W Advaita Vedanta głęboki sen bez marzeń sennych współistnieje z jawą i snami w turiya , uważanym za tło wyższego stanu świadomości. Jeśli ktoś może pozostać świadomy lub świadomy podczas najgłębszego snu bez snów, mówi się, że osiągalny jest głęboki stan medytacyjny (znany jako „jagrat sushupti”). To pojęcie paradoksalnej świadomości może być związane z wysoką aktywnością korową, która ma miejsce podczas snu delta.

Farmakologia

Podczas gdy większość leków wpływających na sen robi to poprzez stymulowanie zasypiania lub zakłócanie snu REM, wykazano, że wiele substancji chemicznych i leków zmienia aktywność fal delta.

  • Peptyd indukujący sen delta , jak sama nazwa wskazuje, indukuje aktywność fal delta EEG.
  • Alkohol zmniejsza aktywność fal delta SWS, ograniczając w ten sposób uwalnianie hormonu wzrostu (GH) przez przysadkę.
  • Wykazano, że peptyd muramylowy, dipeptyd muramylowy (MDP, N-acetylomuramylo-L-alanylo-D-izoglutamina) zwiększa aktywność fal delta podczas snu wolnofalowego.
  • Lek Gabapentyna , lek stosowany do kontrolowania napadów padaczkowych, zwiększa aktywność fal delta i sen wolnofalowy u dorosłych.
  • Podczas gdy środki nasenne, takie jak zolpidem, zwiększają sen wolnofalowy, nie zwiększają aktywności fal delta, a zamiast tego zwiększają aktywność wrzeciona podczas snu wolnofalowego.
  • Gamma-hydroksymaślan (GHB) zwiększa sen wolnofalowy delta, a także związany ze snem hormon wzrostu (GH).
  • Podawanie dużych dawek podtlenku azotu wiąże się z przejściowymi oscylacjami powolnego delta o dużej amplitudzie.

Efekty diety

Wykazano, że diety o bardzo niskiej zawartości węglowodanów, takie jak dieta ketogeniczna , zwiększają aktywność delta i sen wolnofalowy u zdrowych osób.

Zobacz też

Fale mózgowe

Bibliografia