알파파

Alpha wave
알파파

알파파 또는 알파 리듬인간탈라믹 심박조율기 세포의 동기적이고 일관성 있는 전기적 활동에서 비롯될 가능성이 있는 8-12 Hz[1] 주파수 범위의 신경 진동이다. 역사적으로 그것들은 1924년 EEG를 발명했을 때 처음 묘사한 한스 버거의 이름을 따서 "베르크의 파도"라고도 불린다.[2]

알파파는 뇌파(EEG)나 자기뇌파(MEG) 등 전기생리학적이고 밀접하게 연관된 방법으로 검출된 뇌파의 한 종류로 정량적 뇌파(qEG)를 이용해 정량화할 수 있다. 그것들은 주로 눈을 감은 채 잠에서 깨는 동안 후두엽에서 녹음될 수 있으며 인간에게 기록된 가장 초기 뇌 리듬이었다.[3] 알파파는 눈을 뜨고 졸음을 쫓고 잠을 자면 줄어든다. 역사적으로, 그것들은 유휴 상태에서 시각 피질의 활동을 나타내는 것으로 생각되었다. 보다 최근의 논문들은 그것들이 사용하지 않는 피질의 영역을 억제하거나, 혹은 그들이 네트워크 조정과 통신에서 적극적인 역할을 한다고 주장해왔다.[4] 눈을 감은 기간 동안 후두 알파파는 EEG 뇌파 신호가 가장 강하다.[citation needed]

뮤파라고 불리는 알파와 같은 변종은 1차 운동 피질 위에서 발견될 수 있다.[citation needed]

리서치

가능한 유형 및 기원

일부 연구자들은 적어도 두 가지 형태의 알파파가 있다고 추정하는데, 이는 수면 주기에서 다른 기능을 가질 수 있다.

알파파는 잠자기 주기의 다른 단계에 존재한다.[5] 가장 널리 연구되고 있는 것은 편안한 정신상태에서 피험자는 눈을 감고 쉬고 있지만 피곤하거나 잠들지 않는 것이다. 이 알파 활동은 탈라믹 기원을 가지고 있다는 추측이 있었지만 후두엽에 집중되어 있다.[6][7][8] 이 파도는 약 4개월부터 나타나기 시작하며, 초기에는 초당 4파의 주파수다. 초당 10파인 성숙한 알파파는 3세까지 확고히 자리를 잡는다.[9]

알파파 활동의 두 번째 발생은 REM 수면 중이다. 깨어있는 형태의 알파 활동과는 반대로, 이 형태는 뇌의 중앙 전두부에 위치한다. 렘수면 중 알파활동의 목적은 아직 완전히 파악되지 않았다. 현재 렘수면에서는 알파 패턴이 정상적인 부분이라는 주장이 있고, 반건조 기간을 나타낸다는 개념도 있다. 이 알파 활동은 REM 수면 압력과 반비례한다고 제안되었다.[citation needed]

알파파가 잠자는 동안 깨어있는 기간을 나타내는 것으로 오랫동안 믿어왔다.[citation needed] 이는 대상자가 비교정수면을 보고하고 EEG 기록이 높은 수준의 수면 침입을 보고하는 연구에 기인한다. 이 사건은 알파파 침입이라고 알려져 있다.[10] 그러나 후두엽에서 생성되는 알파파에만 초점을 맞추고 있기 때문에 이러한 설명은 오해를 불러일으킬 가능성이 있다.[citation needed]

명상

명상 명상은 건강한 대상자와 환자 모두에게 알파파 힘을 증가시키는 것으로 나타났다.[11] 초월적 명상술의 실천자들은 대조군에 비해 알파파 주파수의 1 헤르츠 감소를 입증했다.[12]

알파파 침입

알파파 침입은 델타 활동이 예상되는 경우 비 REM 절전 상태에서 알파파가 나타날 때 발생한다. 이것은 긴 통증 지속 기간과 같이 섬유질통의 임상 발현과 상관관계가 있는 증가된 혈압 알파 수면 활동을 가진 섬유질병과 연관되어 있다고 가정한다.[13]

그럼에도 알파파 침입은 만성피로증후군, 주요 우울증 등 어떤 중대한 수면장애와도 크게 연관되지 않았다. 그러나 만성피로증 환자에게는 흔히 나타나며, 다른 수면장애의 영향을 증폭시킬 수도 있다.[14]

실수예측

이러한 주의력 상실 사상에 이어 최근의 한 연구는 실수를 예측하는 데 알파파가 사용될 수 있다는 것을 보여준다. 그 안에서, MEG는 실수가 발생하기 전에 알파 뇌파 활동에서 최대 25%의 증가를 측정했다. 이 연구는 상식을 이용했다: 알파파는 나태함을 나타내며, 사람이 자동적으로 어떤 일을 할 때, 또는 "자동 조종사"에서, 그리고 그들이 수행하는 일에 주의를 기울이지 않을 때 실수가 종종 발생한다. 피험자가 실수를 눈치챈 후 피험자가 더욱 주목하기 시작하면서 알파파가 줄었다. 본 연구는 항공 교통 관제 등 고위험 분야에 종사하는 직원에게 무선 EEG 기술의 이용을 촉진하여 알파파 활동을 감시하고 직원의 주의도를 측정하고자 한다.[15]

측정

EEG 아르테팩트

박사님에 의해 입증된 바와 같이. Adrian R. M. Upton, 외부 소스(Upton의 실험에서 Jell-O 마운드와 함께 감지된 주변 변동)가 EEG 판독에 신호를 발생시켜 거짓 신호가 건강한 알파파로 해석될 수 있다. 이 발견은 비플랫성 EEG가 실제로 오래 전에 사망했을 때 환자가 아직 살아 있다는 해석을 낳을 수 있음을 시사한다.[16]

The Straight Dope의 Cecil Adams는 이 시나리오에 대해 논한다.

때때로 젤리의 뇌파가 건강한 성인의 뇌파와 동일하다고 주장되기도 한다. 그것은 분명히 스트레칭이지만, Jell-O EEG 판독치는 일반적인 인간의 알파 리듬과 꽤 비슷하게 보인다. 알파파는 환자가 눈을 감고 깨어 있을 때, 그리고 어떤 종류의 수면과 가역성 혼수상태에서 관찰된다. 사실, 젤리-O 파도는 약간 느리고 진폭이 훨씬 더 낮아서, 거의 정상적인 인간의 한계 내에 있지 않지만, 그것만으로는 그다지 많은 것을 알 수 없다. 저산소증, 뇌염, 그리고 다른 의학 조건들은 약물 사용과 마찬가지로 빈도와 진폭을 감소시킬 수 있다.[17]

역사

The sample of human EEG with prominent alpha-rhythm in occipital sites
후두부위 알파리듬이 두드러진 인간 EEG의 샘플

알파파는 EEG 자체를 발명한 독일의 신경학자 한스 버거에 의해 발견되었다. 알파파는 베타파와 함께 버거가 기록한 첫 번째 파도에 속했고, 그는 눈을 뜨는 피사체에 알파파가 줄고 베타파가 증가하는 '알파차단'에 관심을 보였다. 이러한 구별은 알파파가 "베르게르의 물결"이라는 대체 타이틀을 얻게 했다.[citation needed]

버거는 우크라이나 생리학자 블라디미르 프라브디치-네민스키로부터 힌트를 얻었는데, 그는 의 뇌 전기적 활동 사진을 만들기 위해 끈 갈바노미터를 사용했다. 버거는 비슷한 기술을 사용하여 인간의 뇌에 전기적 활동의 존재를 확인했다. 그는 먼저 두개골 손상이 있는 병원 환자들에게 자극을 주고 뇌 속의 전기적 활동을 측정함으로써 이 일을 했다. 후에 그는 자극 방법을 중단하고 뇌의 자연스러운 리듬 전기 주기를 측정하기 시작했다. 그가 기록한 첫 번째 자연 리듬은 알파파로 알려지게 될 것이었다. 버거는 데이터 수집에 있어서 매우 철저하고 꼼꼼했지만, 그의 탁월함에도 불구하고, 그가 발견한 것을 만든 후 적어도 5년이 지나서야 출판할 만큼 자신이 없었다. 1929년 알파파에 대한 첫 연구결과를 학술지 아르키브 퓌르 정신과(Archiv für Enhelie)에 발표하였다. 그는 원래 EEG 기술과 그에 따른 알파와 베타파 발견으로 조롱을 받았다. 그의 기술과 발견은 1937년 알파파에 특별한 관심을 가졌던 유명한 생리학자 아드리아누 경의 승인을 얻었을 때까지 심리학계에서 널리 받아들여지지 않았다.[18]

알파파는 1960년대 초반과 1970년대 뇌파와 관련된 생체피드백 이론(아래 참조)이 만들어지면서 다시 인지도를 얻었다. 알파파와 관련된 신경피드백의 일종으로 언급되는 그러한 바이오피드백은 대상자에 의한 알파 뇌파의 의식적인 도출이다. 미국의 두 명의 연구자가 관련 없는 실험을 통해 이 개념을 탐구했다. 시카고 대학의 조 카미야 교수는 일부 개인들이 알파파를 만들 때 인지할 수 있는 의식적인 능력을 가지고 있으며, 그들의 알파 활동을 증가시킬 수 있다는 것을 발견했다. 이 개인들은 카미야로부터 보상 제도를 통해 동기 부여를 받았다. 생물피드백의 두 번째 시조자는 로스앤젤레스 캘리포니아 대학교의 배리 스턴만이다. 그는 고양이의 뇌파를 감시하는 일을 하고 있었는데, 고양이가 운동 운동을 멈추도록 훈련을 받았을 때, 알파파와 유사한 파동인 SMR, 즉 mu, wave를 방출한다는 것을 발견했다. 그는 보상 시스템을 이용하여 이 고양이들이 더 쉽게 이 상태로 들어갈 수 있도록 더 훈련시켰다. 이후 그는 미국 공군에 의해 접근해 인간에게 발작을 일으키는 것으로 알려진 제트 연료의 효과를 시험했다. 스털먼은 이 연료가 이전에 훈련된 고양이들에게 미치는 영향을 시험해 보았고, 그들이 훈련을 받지 않은 고양이들보다 발작에 대한 저항력이 더 높다는 것을 발견했다.[citation needed]

알파 웨이브 바이오피드백은 발작 억제와 우울증 치료로 인간에게 어느 정도 성공을 거둔 것으로 관심을 모았다.[19]

알파파는 사이코키네시스라는 공상과학적 도전에 대한 공학적인 접근법, 즉 인간의 뇌에서 방출되는 에너지를 이용하여 물리적인 물체의 움직임을 통제하는 것에 다시 관심을 갖게 되었다. 1988년에 EEG 알파 리듬은 물리적 물체, 로봇의 움직임을 제어하는 두뇌-컴퓨터 인터페이스 실험에 사용되었다.[20][21] 그것은 EEG를 이용하여 물리적인 물체인 로봇에 대한 제어를 입증한 첫 실험이었다.[22][23]

참고 항목

뇌파

참조

  1. ^ Foster, JJ; Sutterer, DW; Serences, JT; Vogel, EK; Awh, E (July 2017). "Alpha-Band Oscillations Enable Spatially and Temporally Resolved Tracking of Covert Spatial Attention". Psychological Science. 28 (7): 929–941. doi:10.1177/0956797617699167. PMC 5675530. PMID 28537480.
  2. ^ İnce, Rümeysa; Adanır, Saliha Seda; Sevmez, Fatma (2020-03-05). "The inventor of electroencephalography (EEG): Hans Berger (1873–1941)". Child's Nervous System. doi:10.1007/s00381-020-04564-z. ISSN 1433-0350.
  3. ^ Berger, Hans (1929-12-01). "Über das Elektrenkephalogramm des Menschen". Archiv für Psychiatrie und Nervenkrankheiten (in German). 87 (1): 527–570. doi:10.1007/BF01797193. ISSN 1433-8491.
  4. ^ Palva S.; Palva J.M. (2007). "New vistas for a-frequency band oscillations". Trends Neurosci. 30 (4): 150–158. doi:10.1016/j.tins.2007.02.001. PMID 17307258. S2CID 9156592.
  5. ^ Brancaccio, Arianna; Tabarelli, Davide; Bigica, Marco; Baldauf, Daniel (2020-04-24). "Cortical source localization of sleep-stage specific oscillatory activity". Scientific Reports. 10 (1): 6976. doi:10.1038/s41598-020-63933-5. ISSN 2045-2322. PMC 7181624. PMID 32332806.
  6. ^ Bagherzadeh, Yasaman; Baldauf, Daniel; Pantazis, Dimitrios; Desimone, Robert (February 2020). "Alpha Synchrony and the Neurofeedback Control of Spatial Attention". Neuron. 105 (3): 577–587.e5. doi:10.1016/j.neuron.2019.11.001. ISSN 0896-6273.
  7. ^ Vries, Ingmar E. J. de; Marinato, Giorgio; Baldauf, Daniel (2021-08-24). "Decoding object-based auditory attention from source-reconstructed MEG alpha oscillations". Journal of Neuroscience. doi:10.1523/JNEUROSCI.0583-21.2021. ISSN 0270-6474. PMID 34429378.
  8. ^ Domino E. F.; Ni L. S.; et al. (2009). "Tobacco smoking produces widespread dominant brainwave alpha frequency increases". International Journal of Psychophysiology. 74 (3): 192–198. doi:10.1016/j.ijpsycho.2009.08.011. PMC 2788071. PMID 19765621.
  9. ^ Niedermeyer E (1997). "Alpha rhythms as physiological and abnormal phenomena". International Journal of Psychophysiology. 26 (1–3): 31–49. doi:10.1016/s0167-8760(97)00754-x. PMID 9202993.
  10. ^ Task Force Allas (1992). "ASDA report on EEG arousals: scoring rules and examples". Sleep. 15 (2): 173–184. doi:10.1093/sleep/15.2.173.
  11. ^ Lomas T, Ivtzan I, Fu CH (2015). "A systematic review of the neurophysiology of mindfulness on EEG oscillations". Neuroscience & Biobehavioral Reviews. 57: 401–410. doi:10.1016/j.neubiorev.2015.09.018. PMID 26441373.
  12. ^ Cahn BR, Polich J (2006). "Meditation states and traits: EEG, ERP, and neuroimaging studies". Psychological Bulletin. 132 (2): 180–211. doi:10.1037/0033-2909.132.2.180. PMID 16536641.
  13. ^ Roizenblatt, S.; Moldofsky, H.; Benedito-Silva, A. A.; Tufik, S. (January 2001). "Alpha sleep characteristics in fibromyalgia". Arthritis and Rheumatism. 44 (1): 222–230. doi:10.1002/1529-0131(200101)44:13.0.CO;2-K. ISSN 0004-3591. PMID 11212164.
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  15. ^ "Brain Wave Patterns Can Predict Blunders, New Study Finds". UC Davis News and Information. University of California, Davis campus. 23 March 2009.
  16. ^ 1976년 3월 6일 뉴욕타임스 보이시 레인스버거별 젤-0 테스트에서 실물과 같은 신호를 발견함
  17. ^ "Can brainwaves be detected in lime Jell-O?". straightdope.com. 11 June 2010. Retrieved 7 April 2018.
  18. ^ Karbowski K (2002). "Hans Berger (1873-194)". Journal of Neurology. 249 (8): 1130–1131. doi:10.1007/s00415-002-0872-4. PMID 12420722. S2CID 32730261.
  19. ^ 울리히 크래프트. 신경피드백으로 당신의 뇌-정신 운동을 훈련시켜라. 신경피드백으로 주의력 결핍증, 간질, 우울증 등의 증상을 완화시킬 수 있고 심지어 건강한 뇌에서 인지력을 증진시킬 수 있다. 2006년 사이언티픽 아메리칸
  20. ^ S. Bozinovski, M. Sestakov, L. Bozinovska: EEG 알파 리듬을 이용하여 이동 로봇을 제어하는, G. 해리스, C. 워커(eds) Proc. 1988년 뉴올리언스 1515-1516페이지의 IEEE 의학 및 생물학 학회
  21. ^ S. Bozinovski: 모바일 로봇 궤적 제어: 고정 레일에서 직접 바이오 전기 제어까지, O. Kaynak (ed.) Proc. 1990년 이스탄불 63-67페이지의 IEEE 지능형 모션 제어 워크샵
  22. ^ M. Lebedev: 신경 보형물을 이용한 센서리모터 기능 증강. 오페라 메디카와 생리학자 제2권 (3): 211-227, 2016
  23. ^ M. Lebedev, M. Nicoleis: 뇌-기계 인터페이스: 기초 과학에서 신경 동위원소 및 신경 재생, 생리학적 검토 97:737-867, 2017

추가 읽기

  • Brazier, M. A. B. (1970), The Electrical Activity of the Nervous System, London: Pitman, PMID 14208567