stringtranslate.com

Бета-волна

Бета-волны

Бета-волны , или бета-ритм , представляют собой нейронные колебания (мозговые волны) в мозге с диапазоном частот от 12,5 до 30 Гц (от 12,5 до 30 циклов в секунду ). Сосуществуют несколько различных ритмов, некоторые из которых являются тормозящими, а другие возбуждающими по своей функции. [1]

Бета-волны можно разделить на три секции: низкие бета-волны (12,5–16 Гц, «Бета 1»); бета-волны (16,5–20 Гц, «Бета 2»); и высокие бета-волны (20,5–28 Гц, «Бета 3»). [2] Бета-состояния — это состояния, связанные с нормальным бодрствующим сознанием .

История

Бета-волны были открыты и названы немецким психиатром Гансом Бергером , который изобрел электроэнцефалографию (ЭЭГ) в 1924 году как метод регистрации электрической активности мозга с кожи головы человека. Бергер назвал волны с большей амплитудой и меньшей частотой, которые появлялись на задней поверхности головы, когда глаза субъекта были закрыты, альфа-волнами . Волны с меньшей амплитудой и большей частотой, которые заменяли альфа-волны, когда субъект открывал глаза, были затем названы бета-волнами. [3]

Функция

Низкоамплитудные бета-волны с множественными и меняющимися частотами часто связаны с активным, напряженным или тревожным мышлением и активной концентрацией. [4]

В двигательной коре бета-волны связаны с мышечными сокращениями , которые происходят при изотонических движениях и подавляются до и во время изменений движения, [5] с аналогичными наблюдениями относительно мелкой и крупной моторики. [6] Всплески бета-активности связаны с усилением сенсорной обратной связи при статическом контроле движения и снижаются при изменении движения. [7] Бета-активность увеличивается, когда движению приходится сопротивляться или намеренно подавляться. [8] Искусственное индуцирование повышенных бета-волн в двигательной коре с помощью формы электрической стимуляции, называемой транскраниальной стимуляцией переменным током , в соответствии с ее связью с изотоническим сокращением, вызывает замедление двигательных движений. [9]

Исследования обратной связи по вознаграждению выявили два различных бета-компонента: высокий бета-компонент (низкая гамма) [10] и низкий бета-компонент. [11] В связи с неожиданными выгодами высокий бета-компонент более выражен при получении неожиданного результата с низкой вероятностью. [12] Однако считается, что низкий бета-компонент связан с пропуском выгод, когда выгоды ожидаются. [11]

Во время отдыха быстрые бета-колебания преобладают над латеральной префронтальной корой (ЛПФК) у людей, следуя за заднепередним увеличением частоты. Это увеличение бета-частоты в более передних субрегионах соответствует анатомической модели функции ЛПФК, в которой когнитивный контроль организован иерархически, с более абстрактными и сложными механизмами контроля, обслуживаемыми самыми передними регионами, и более прямым//конкретным контролем целенаправленного действия в задних участках. Это также согласуется с тем фактом, что задняя ЛПФК бета медленнее по частоте, аналогично наблюдаемой над покоящейся моторной корой. [13]

Связь с ГАМК

Диффузные бета-волны, присутствующие наряду с другими частотами в спонтанной ЭЭГ, зарегистрированной у 28-месячного ребенка с синдромом Dup15q .

Бета-волны часто считаются признаком ингибиторной кортикальной передачи, опосредованной гамма-аминомасляной кислотой (ГАМК), основным ингибиторным нейротрансмиттером нервной системы млекопитающих. Бензодиазепины, препараты, которые модулируют рецепторы ГАМК А , вызывают бета-волны в записях ЭЭГ у людей [14] и крыс. [15] Спонтанные бета-волны также наблюдаются диффузно в записях ЭЭГ кожи головы у детей с синдромом дупликации 15q11.2-q13.1 ( Dup15q ), у которых есть дупликации генов субъединицы рецептора ГАМК А GABRA5 , GABRB3 и GABRG3 . [16] Аналогично, дети с синдромом Ангельмана с делециями тех же генов субъединицы рецептора ГАМК А имеют уменьшенную амплитуду бета. [17] Таким образом, бета-волны, вероятно, являются биомаркерами ГАМКергической дисфункции, особенно при нарушениях нейроразвития, вызванных делециями/дупликациями 15q.

Смотрите также

Мозговые волны

Ссылки

  1. ^ Расси, Эли; Линь, Ви Мин; Чжан, И; Эммерзал, Джилл; Хагенс, Саския (2023). «Ритмы β-диапазона влияют на время реакции». эНейро . 10 (6). doi :10.1523/ENEURO.0473-22.2023. ISSN  2373-2822. ПМЦ  10312120 . ПМИД  37364994.
  2. ^ Rangaswamy M, Porjesz B, Chorlian DB, Wang K, Jones KA, Bauer LO, Rohrbaugh J, O'Connor SJ, Kuperman S, Reich T, Begleiter (2002). «Мощность бета-волн в ЭЭГ алкоголиков». Биологическая психология . 52 (8): 831–842. doi :10.1016/s0006-3223(02)01362-8. PMID  12372655. S2CID  26052409.
  3. ^ Бужаки, Дьёрдь (2006). Ритмы мозга . Нью-Йорк: Oxford University Press. стр. 4. ISBN 978-0-19-530106-9.
  4. ^ Baumeister J, Barthel T, Geiss KR, Weiss M (2008). «Влияние фосфатидилсерина на когнитивные способности и активность коры после индуцированного стресса». Nutritional Neuroscience . 11 (3): 103–110. doi :10.1179/147683008X301478. PMID  18616866. S2CID  45936526.
  5. ^ Бейкер, SN (2007). «Осцилляционные взаимодействия между сенсомоторной корой и периферией». Current Opinion in Neurobiology . 17 (6): 649–55. doi :10.1016/j.conb.2008.01.007. PMC 2428102. PMID 18339546  . 
  6. ^ Истхоуп, Эрик; Шамей, Ариан; Лю, Ядун; Гик, Брайан; Фелс, Сидни (17 августа 2023 г.). «Корковый контроль осанки при мелкой моторике: доказательства из положения покоя между высказываниями». Frontiers in Human Neuroscience . 17 : 1139569. doi : 10.3389/fnhum.2023.1139569 . PMC 10469778 . PMID  37662639. 
  7. ^ Лало, Э.; Гилбертсон, Т.; Дойл, Л.; Ди Лаззаро, В.; Чиони, Б.; Браун, П. (2007). «Фазовое увеличение бета-активности коры головного мозга связано с изменениями в сенсорной обработке у человека». Experimental Brain Research. Experimentelle Hirnforschung. Experimentation Cerebrale . 177 (1): 137–45. doi :10.1007/s00221-006-0655-8. PMID  16972074. S2CID  24685610.
  8. ^ Чжан, Y; Чен, Y; Бресслер, SL; Дин, M (2008). «Подготовка и торможение ответа: роль коркового сенсомоторного бета-ритма». Neuroscience . 156 (1): 238–46. doi :10.1016/j.neuroscience.2008.06.061. PMC 2684699 . PMID  18674598. 
  9. ^ Погосян, А.; Гейнор, Л. Д.; Эусебио, А.; Браун, П. (2009). «Усиление активности коры головного мозга на частотах бета-диапазона замедляет движение у людей». Current Biology . 19 (19): 1637–41. Bibcode :2009CBio...19.1637P. doi :10.1016/j.cub.2009.07.074. PMC 2791174 . PMID  19800236. 
  10. ^ Марко-Паллерес Дж., Кукурелл Д., Кунильера Т., Гарсия Р., Андрес-Пуэйо А., Мюнте Т.Ф. и др. (2008). Колебательная активность человека, связанная с обработкой вознаграждения в игровой задаче, Нейропсихология, 46, 241-248. doi :10.1016/j.neuropsychologia.2007.07.016
  11. ^ ab Yaple, Z., Martinez-Saito, M., Novikov, N., Altukhov, D., Shestakova, A., Klucharev, V. (2018). Мощность бета-колебаний, вызванных обратной связью, отражает отсутствие вознаграждений: данные исследования азартных игр на ЭЭГ, Frontiers in Neuroscience, 12, 776. doi :10.3389/fnins.2018.00776
  12. ^ ХаджиХоссейни, А., Родригес-Форнеллс, А. и Марко-Паллерес, Дж. (2012). Роль бета-гамма-колебаний в обработке неожиданных вознаграждений, Neuroimage, 60, 1678-1685. doi :10.1016/j.neuroimage.2012.01.125
  13. ^ Капилла, А., Арана, Л., Гарсия-Уэскар, М., Мелькон, М., Гросс, Х. и Кампо, П. (2022). Собственные частоты покоящегося человеческого мозга: атлас на основе МЭГ. NeuroImage , 258 , 119373.
  14. ^ Фещенко, В; Веселис, Р; Рейнсель, Р (1997). «Сравнение эффектов мидазолама, тиопентала и пропофола на ЭЭГ: роль базовых осцилляторных систем». Neuropsychobiology . 35 (4): 211–20. doi :10.1159/000119347. PMID  9246224.
  15. ^ Ван Лиер, Хестер; Дринкенбург, Вильгельмус; Ван Итен, Ивонн; Коэнен, Антон (2004). «Влияние диазепама и золпидема на бета-частоты ЭЭГ у крыс зависит от поведения». Нейрофармакология . 47 (2): 163–174. doi :10.1016/j.neuropharm.2004.03.017. PMID  15223295. S2CID  20725910.
  16. ^ Frohlich, Joel; Senturk, Damla ; Saravanapandian, Vidya; Golshani, Peyman; Reiter, Lawrence; Sankar, Raman; Thibert, Ronald; DiStefano, Charlotte; Huberty, Scott; Cook, Edwin; Jeste, Shafali (декабрь 2016 г.). "Количественный электрофизиологический биомаркер синдрома дупликации 15q11.2-q13.1". PLOS ONE . 11 (12): e0167179. Bibcode : 2016PLoSO..1167179F . doi : 10.1371/journal.pone.0167179 . PMC 5157977. PMID  27977700. 
  17. ^ Хипп, Йорг Ф.; Хваджа, Омар; Кришнан, Мишель; Джесте, Шафали С.; Ротенберг, Александр; Эрнандес, Мария-Клеменсия; Тан, Вен-Ханн; Сидоров, Майкл С.; Филпот, Бенджамин Д. (18.01.2019). «Электрофизиологический фенотип при синдроме Ангельмана различается между генотипами». Биологическая психиатрия . 85 (9): 752–759. doi :10.1016/j.biopsych.2019.01.008. ISSN  0006-3223. PMC 6482952. PMID  30826071 .