stringtranslate.com

Дельта-волна

Дельта-волна, регистрируемая в односекундном отсчете ЭЭГ (электроэнцефалографа). Эта конкретная волна имеет частоту около 1 Гц.

Дельта-волны — это нейронные колебания высокой амплитуды с частотой от 0,5 до 4 герц . Дельта-волны, как и другие мозговые волны, могут быть записаны с помощью электроэнцефалографии [1] (ЭЭГ) и обычно связаны с глубокой стадией 3 медленного сна, также известной как медленноволновой сон (SWS), и помогают охарактеризовать глубину сна. спать. Подавление дельта-волн приводит к невозможности омоложения организма, активизации работы мозга и плохому сну. [2]

Это снимок экрана пациента во время медленного сна (стадия 3). ЭЭГ высокой амплитуды выделена красным. Этот снимок экрана представляет собой 30-секундный период (30 секунд данных).

Предыстория и история

«Дельта-волны» были впервые описаны в 1930-х годах У. Греем Уолтером , который усовершенствовал электроэнцефалограф (ЭЭГ) Ганса Бергера для обнаружения альфа- и дельта-волн. Дельта-волны можно количественно оценить с помощью количественной электроэнцефалографии .

Классификация и особенности

Дельта-волны, как и все мозговые волны, можно обнаружить с помощью электроэнцефалографии (ЭЭГ). Первоначально дельта-волны определялись как имеющие частоту от 1 до 4 Гц , хотя более поздние классификации устанавливают границы между 0,5 и 2 Гц. Это самые медленные и с самой высокой амплитудой классически описанные мозговые волны, хотя недавние исследования описали более медленные (<0,1 Гц) колебания [3]. Дельта-волны начинают появляться на 3-й стадии сна, но к 4-й стадии почти во всей спектральной активности преобладают дельта-волны. Третья стадия сна определяется как наличие менее 50% дельта-волновой активности, тогда как стадия 4-го сна имеет более 50% дельта-волновой активности. Эти стадии недавно были объединены и теперь вместе называются стадией N3 медленноволнового сна. [4] Во время N3 SWS дельта-волны составляют 20% или более записей ЭЭГ на этом этапе. [5] Дельта-волны встречаются у всех млекопитающих и, возможно, у всех животных.

Дельта-волны часто связаны с другим явлением ЭЭГ — К-комплексом . Было показано, что К-комплексы непосредственно предшествуют дельта-волнам в медленноволновом сне. [6]

Дельта-волны также подразделяются в зависимости от локализации активности на лобную (FIRDA), височную (TIRDA) и затылочную (OIRDA) прерывистую дельта-активность. [7]

Нейрофизиология

Половые различия

Было показано, что самки обладают большей активностью дельта-волн, и это справедливо для большинства видов млекопитающих . Это несоответствие не становится очевидным до раннего взросления (в возрасте 30 или 40 лет у людей), при этом у мужчин наблюдается большее возрастное снижение активности дельта-волн, чем у женщин. [8]

Локализация мозга и биохимия

Дельта-волны могут возникать либо в таламусе, либо в коре головного мозга. Считается, что когда они связаны с таламусом, они возникают в координации с ретикулярной формацией . [9] [10] Было показано, что в коре головного мозга супрахиазматические ядра регулируют дельта-волны, поскольку было показано, что поражения этой области вызывают нарушения активности дельта-волн. Кроме того, дельта-волны демонстрируют латерализацию с доминированием правого полушария во время сна. [11] Было показано, что дельта-волны частично опосредуются кальциевыми каналами Т-типа . [12] Во время дельта-волнового сна нейроны глобально ингибируются гамма-аминомасляной кислотой (ГАМК). [13]

Дельта-активность стимулирует высвобождение нескольких гормонов, в том числе гормона, высвобождающего гормон роста GHRH , и пролактина (ПРЛ). GHRH высвобождается из гипоталамуса , что, в свою очередь, стимулирует высвобождение гормона роста (GH) из гипофиза . Секреция (ПРЛ), который тесно связан с (ГР), также регулируется гипофизом. Высвобождение тиреотропного гормона (ТТГ) снижается в ответ на передачу сигналов дельта-волн. [14]

Разработка

Было показано, что младенцы проводят много времени в медленноволновом сне и, следовательно, имеют большую активность дельта-волн. Фактически, дельта-волны являются преобладающими формами волн у младенцев. Анализ ЭЭГ бодрствования новорожденного показывает, что дельта-волновая активность преобладает в этом возрасте и все еще появляется в ЭЭГ бодрствования пятилетних детей. [15] Активность дельта-волн во время медленного сна снижается в подростковом возрасте, причем в возрасте от 11 до 14 лет наблюдается снижение примерно на 25%. [16] Было показано, что дельта-волны уменьшаются на протяжении всей жизни, причем большая часть снижения наблюдается в середине сороковых годов. К 75 годам четвертая стадия сна и дельта-волны могут полностью отсутствовать. [17] Помимо уменьшения частоты дельта-волн во время медленного сна у пожилых людей, частота временной дельта-волновой активности обычно наблюдается у пожилых людей, и заболеваемость также увеличивается с возрастом. [18]

Нарушения и беспорядки

Региональная дельта-волновая активность, не связанная с медленным сном, была впервые описана У. Греем Уолтером , изучавшим опухоли полушарий головного мозга . Нарушения дельта-волновой активности и медленноволнового сна наблюдаются при широком спектре заболеваний. В некоторых случаях может наблюдаться увеличение или уменьшение активности дельта-волн, в то время как другие могут проявляться в виде нарушений активности дельта-волн, например, альфа-волн, присутствующих в спектре ЭЭГ. Нарушения дельта-волн могут возникать в результате физиологических повреждений, изменений в метаболизме питательных веществ, химических изменений или могут быть идиопатическими. Нарушения дельта-активности наблюдаются у взрослых в состояниях интоксикации или бреда , а также у лиц с различными неврологическими расстройствами, такими как деменция или шизофрения . [19]

Временная низковольтная нерегулярная дельта-волна

Временная низковольтная нерегулярная дельта-волновая активность обычно выявляется у пациентов с ишемическими заболеваниями головного мозга, особенно в сочетании с небольшими ишемическими поражениями, и считается показателем ранней стадии цереброваскулярного повреждения. [20]

Парасомнии

Парасомнии , категория нарушений сна , часто связаны с нарушениями медленноволнового сна. Ходьба во сне и разговор во сне чаще всего возникают в периоды высокой активности дельта-волн. Также было показано, что у лунатиков более высокая гиперсинхронная дельта-активность (HSD) по сравнению с общим временем, проведенным на стадиях 2, 3 и 4 сна, по сравнению со здоровыми людьми из контрольной группы. ГСД означает наличие непрерывных высоковольтных (> 150 мкВ) дельта-волн, наблюдаемых на ЭЭГ сна. [21] Парасомнии, возникающие глубоко во время медленного сна, также включают ужасы во сне и спутанные пробуждения.

Недостаток сна

Было показано, что полное лишение сна увеличивает активность дельта-волн во время восстановления сна [22] , а также увеличивает гиперсинхронную дельта-активность. [21]

болезнь Паркинсона

Нарушения сна, а также деменция являются частыми признаками болезни Паркинсона , и у пациентов с этим заболеванием наблюдается нарушение волновой активности мозга. Было показано, что препарат ротиготин , разработанный для лечения болезни Паркинсона, увеличивает дельта-мощность и медленноволновой сон.

Шизофрения

У людей, страдающих шизофренией, наблюдаются нарушения паттернов ЭЭГ, и существует тесная связь между снижением дельта-волн во время глубокого сна и негативными симптомами, связанными с шизофренией. Было показано, что во время медленноволнового сна (стадии 3 и 4) у людей с шизофренией активность дельта-волн снижается, хотя также было показано, что дельта-волны увеличиваются в часы бодрствования при более тяжелых формах шизофрении. [23] Недавнее исследование показало, что доминирование правой лобной и центральной дельта-волн, наблюдаемое у здоровых людей, отсутствует у пациентов с шизофренией. Кроме того, у больных шизофренией также не наблюдается отрицательной корреляции между активностью дельта-волн и возрастом. [24]

Диабет и инсулинорезистентность

Было показано, что нарушения медленного (дельта) сна повышают риск развития диабета II типа, возможно, из-за нарушений выработки гормона роста, секретируемого гипофизом. Кроме того, гипогликемия, возникающая во время сна, также может нарушать дельта-волновую активность. [25] Низковольтные нерегулярные дельта-волны также были обнаружены в левой височной доле пациентов с диабетом в размере 56% (по сравнению с 14% у здоровых людей). [26] [27]

Фибромиалгия

Пациенты с фибромиалгией часто сообщают о не освежающем сне. Исследование, проведенное в 1975 году Молдовским и соавт. показали, что дельта-волновая активность этих пациентов на 3-й и 4-й стадиях сна часто прерывалась альфа-волнами . Позже они показали, что лишение тела дельта-волнового сна также вызывает скелетно-мышечные боли и усталость . [28]

Алкоголизм

Было показано, что алкоголизм приводит к менее медленному сну и меньшей мощности дельта-волн, одновременно увеличивая частоту 1-й стадии и фазы быстрого сна как у мужчин, так и у женщин. Было показано, что при длительном злоупотреблении алкоголем влияние алкоголя на архитектуру сна и снижение дельта-активности сохраняется даже после длительных периодов воздержания. [29]

Височная эпилепсия

Медленные волны, в том числе дельта-волны, связаны с судорожной активностью в мозге. У. Грей Уолтер был первым человеком, который использовал дельта-волны ЭЭГ для обнаружения опухолей и поражений головного мозга, вызывающих височную эпилепсию . [30] Нейроуправление было предложено в качестве лечения височной эпилепсии и теоретически помогает уменьшить нежелательное вторжение дельта-волн, хотя клинические исследования в этой области были ограничены. [31]

Другие расстройства

Другие расстройства, часто связанные с нарушением активности дельта-волн, включают:

Сознание и сновидения

Первоначально считалось, что сновидения возникают только во время сна с быстрым движением глаз, хотя теперь известно, что сновидения могут возникать и во время медленного сна. [ нужна цитация ] Дельта-волны и дельта-волновая активность у большинства людей характеризуются явно бессознательным состоянием и потерей физического сознания, а также «повторением информации».

Предполагается, что дельта-волновая активность способствует формированию декларативной и явной памяти. [13]

Фармакология

Хотя большинство лекарств, влияющих на сон, действуют путем стимуляции засыпания или нарушения быстрого сна, было показано, что ряд химических веществ и лекарств изменяют активность дельта-волн.

Эффекты диеты

Было показано, что диеты с очень низким содержанием углеводов, такие как кетогенная диета , увеличивают количество дельта-активности и медленноволнового сна у здоровых людей. [41]

Смотрите также

Мозговые волны

Рекомендации

  1. ^ Уокер, Питер (1999). Словарь Чемберса по науке и технике . Эдинбург: Чемберс. п. 312. ИСБН 0-550-14110-3.
  2. ^ Абханг, Приянка А; Гавали, Бхарти В.; Мехротра, Суреш К. (2016). Введение в распознавание эмоций на основе ЭЭГ и речи . Академическая пресса. стр. 51–79. ISBN 9780128044902.
  3. ^ Хилтунен Т1, Кантола Дж, Абу Эльсеуд А, Лепола П, Суоминен К, Старк Т, Никкинен Дж, Ремес Дж, Тервонен О, Палва С, Кивиниеми В, Палва Дж.М. (2014). «Сверхмедленные колебания ЭЭГ коррелируют с динамикой сети в состоянии покоя при фМРТ». [Статья]. Журнал неврологии , 34(2): 356–362.
  4. ^ «Глоссарий. Ресурс отдела медицины сна Гарвардской медицинской школы, созданный в сотрудничестве с Образовательным фондом WGBH» . Гарвардский университет. 2008. Проверено 11 марта 2009 г. «Классификация комбинированных стадий сна 3–4 1968 года была реклассифицирована в 2007 году как стадия N3».
  5. ^ Ибер С., Анколи-Исраэль С., Чессон А. и Куан С.Ф. из Американской академии медицины сна. Руководство AASM по оценке сна и связанных с ним событий: правила, терминология и технические характеристики , 1-е изд.: Вестчестер, Иллинойс: Американская академия медицины сна, 2007.
  6. ^ Де Дженнаро, Л., Феррара, М., и Бертини, М. (2000). «Спонтанный К-комплекс во время сна 2 стадии: является ли он предшественником дельта-волн?» [Статья]. Письма по неврологии , 291 (1), 41–43.
  7. ^ Бриго Ф (2011). «Периодические ритмические дельта-активности». Эпилепсия и поведение (обзор). 20 (2): 254–6. дои : 10.1016/j.yebeh.2010.11.009. PMID  21276757. S2CID  11689350.
  8. ^ Элерс, CL и DJ Купфер. (1997). «Сон: стареют ли молодые мужчины и женщины по-разному?». J Sleep Res . 6 (3): 211–15. дои : 10.1046/j.1365-2869.1997.00041.x. PMID  9358400. S2CID  33542993.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  9. ^ Гросс, Ричард Э. (1992). Психология: наука о разуме и поведении . Лондон: Ходдер и Стоутон. стр. 112–113. ISBN 0-340-56136-Х.
  10. ^ Маке, П., Дегельдре, К., Дельфиоре, Г., Аэртс, Дж., Петерс, Дж. М., Люксен, А. и др. (1997). Функциональная нейроанатомия медленноволнового сна человека. Журнал неврологии, 17 (8), 2807–2812.
  11. ^ Мистльбергер, Р.Э., Бергманн, Б.М., и Рехтшаффен, А. (1987). ВЗАИМОСВЯЗИ МЕЖДУ ДЛИНОЙ ЭПИЗОДОВ БУДЕНИЯ, НЕПРЕРЫВНЫХ ЭПИЗОДОВ СНА И ЭЛЕКТРОЭНЦЕФАЛОГРАФИЧЕСКИХ ДЕЛЬТА-ВОЛН У КРЫС С СУПРАХИАЗМАТИЧЕСКИМ ПОРАЖЕНИЕМ ЯДЕР. [Статья]. Сон, 10(1), 12-24.
  12. ^ Ли, Дж., Ким, Д., Шин, Х. Отсутствие дельта-волн и нарушения сна во время сна с медленными движениями глаз у мышей, у которых отсутствует a1g-субъединица кальциевых каналов Т-типа. ПНАС;101(52): 18195-18199.
  13. ^ Аб Хобсон, Дж., и Пейс-Шотт, Э. (2002). Когнитивная нейронаука сна: нейронные системы, сознание и обучение. Nature Reviews Neuroscience, 3 (9), 679–693.
  14. ^ Бранденбергер, Г. (2003). Ульрадиенский ритм сна: разнообразные взаимоотношения с гормонами гипофиза и надпочечников. Revue Neurologique, 159 (11), S5-S10.
  15. ^ Тейлор, Эрик; Раттер, Майкл (2002). Детская и подростковая психиатрия . Оксфорд: Блэквелл Сайенс. п. 162. ИСБН 0-632-05361-5.
  16. ^ «Изменения мозговых волн при реорганизации сигналов мозга в подростковом возрасте». ScienceDaily. 8 декабря 2006 г. Проверено 24 марта 2008 г.
  17. ^ Колрейн, И.М., Кроули, К.Е., Николас, КЛ, Афифи, Л., Бейкер, Ф.К., Падилья, М. и др. (2010). Вызванные сном дельта-частотные реакции демонстрируют линейное снижение амплитуды на протяжении всей взрослой жизни. [Статья]. Нейробиология старения, 31(5), 874-883.
  18. ^ Инуи, Кодзи, Эйши Мотомура, Хироюки Кайге и Сен Номура. «Временные медленные волны и цереброваскулярные заболевания – Инуи – 2008 – Психиатрия и клинические нейронауки». Психиатрия и клинические нейронауки 55.5 (2001): 525–31. Интернет-библиотека Уайли. Веб. 29 ноября 2010 г.
  19. ^ Хейлз, Роберт Э.; Юдофски, Стюарт К. (2007). Американский психиатрический издательский учебник по нейропсихиатрии и поведенческой нейронауке, пятое издание (Учебник нейропсихиатрии American Psychiatric Press) . ISBN Американского психиатрического издательства, Inc. 978-1-58562-239-9.
  20. ^ Инуи, Кодзи, Ходзуми Кавамото, Масахико Кавакита, Кадзухиса Вако, Хиромичи Накашима, Масанори Камихара и Дзюнъити Номура. «Временная дельта-волна и ишемические поражения на МРТ». Психиатрия и клинические нейронауки 48.4 (1994): 891–98. Распечатать.
  21. ^ аб Пилон М; Задра А; Джонкас С. и др. Гиперсинхронные дельта-волны и сомнамбулизм: топография мозга и эффект лишения сна. СОН 2006;29(1): 77–84.
  22. ^ Файнберг И., Т. Бейкер, Р. Ледер и Дж. Д. Марч. «Реакция дельты (0–3 Гц) ЭЭГ и плотности движения глаз на ночь со 100-минутным сном». Сон 11.5 (1988): 473–87. Распечатать.
  23. ^ Алфимова М.В. и Уварова Л.Г. (2007). Изменение спектральной мощности ЭЭГ при восприятии нейтральных и эмоционально значимых слов у больных шизофренией, их родственников и здоровых лиц из общей популяции. [Статья]. Журнал Высшей нервной деятельности имени ИП Павлова, 57(4), 426-436.
  24. ^ Секимото, М. и др., Кортикальные региональные различия дельта-волн во время ночного сна при шизофрении, Schizophr. Рез. (2010), номер документа : 10.1016/j.schres.2010.11.003
  25. ^ Абделькарим, Т.Х., Вестин, Т., Ромейкер, А., и Гириш, М. (2002). Наличие дельта-волн в фазе быстрого сна при полисомнографии как признак острой гипогликемической энцефалопатии. [Резюме встречи]. Сон, 25, 531.
  26. ^ Появление паркинсонического синдрома после введения пептида, вызывающего сон, крысе Substantia Nigra». Biull Eksp Biol Med. 109.2 (1990): 119–21. Печать.
  27. ^ Инуи, К., Х. Саннан, Х. Ота, Ю. Удзи, С. Номура, Х. Кайге, И. Китаяма и Дж. Номура. «Результаты ЭЭГ у пациентов с диабетом с ретинопатией и без нее». Acta Neurologica Scandinavica 97.2 (1998): 107–09. Распечатать.
  28. ^ Незу, Артур М., Кристин Магут. Незу, Памела А. . Геллер и Ирвинг Б. . Вайнер. Справочник по психологии. Нью-Йорк: Wiley, 2003. Печать.
  29. ^ Колрейн, IM, С. Терлингтон и ФК Бейкер. «Влияние алкоголизма на архитектуру сна и спектры мощности ЭЭГ у мужчин и женщин». Спать. 32.10 (2009): 1341–352. Распечатать.
  30. ^ Уолтер В.Г. Локализация опухолей головного мозга по данным электроэнцефалографии. Ланцет 1936; 2: 305–8.
  31. ^ «Биологическая обратная связь при эпилептических припадках; нейробиоуправление ЭЭГ при эпилепсии». Epilepsyhealth.com . Проверено 14 февраля 2011 г.
  32. ^ ЭЭГ-определяемые подтипы детей с синдромом дефицита внимания и гиперактивности. Адам Р. Кларк, Роберт Дж. Бэрри, Рори МакКарти, Марк Селиковиц. Клиническая нейрофизиология: официальный журнал Международной федерации клинической нейрофизиологии. 1 ноября 2001 г. (том 112, выпуск 11, страницы 2098–2105)
  33. ^ Лопес, М.К., Гиймино, К., Роза, А., Пассарелли, К., Ройзенблатт, С., Туфик, С. Нестабильность сна Дельта у детей с хроническим артритом. Бразильский журнал медицинских и биологических исследований. 2008;41(10): 938–43.
  34. ^ Багай, Каника; Пельтье, Аманда К.; Малоу, Бет А.; Дидрих, Андре; Шибао, Синдия А.; Блэк, Бонни К.; Паранджапе, Сачин Ю.; Ороско, Карлос; Бьяджони, Итало; Робертсон, Дэвид; Радж, Сатиш Р. (15 мая 2016 г.). «Объективная оценка сна у пациентов с синдромом постуральной тахикардии с использованием ночных полисомнограмм». Журнал клинической медицины сна . 12 (5): 727–733. дои : 10.5664/jcsm.5806. ISSN  1550-9389. ПМЦ 4865560 . ПМИД  26951415. 
  35. ^ Хаким, Алан; Де Ванделе, Инге; О'Каллаган, Крис; Починки, Алан; Роу, Питер (10 февраля 2017 г.). «Хроническая усталость при синдроме Элерса-Данлоса-гипермобильного типа». Американский журнал медицинской генетики. Часть C: Семинары по медицинской генетике . 175 (1): 175–180. дои : 10.1002/ajmg.c.31542 . ISSN  1552-4868. ПМИД  28186393.
  36. ^ Лэндс, Уильям. «Алкоголь, медленный сон и соматотропная ось». Алкоголь 18.2 (1999): 109–22.
  37. ^ Давенн, Д.М. «Улучшение спокойного сна у новорожденных кроликов с помощью мурамилдипептида». Am J Physiol. 253,4 (1987): 646–54. Распечатать.
  38. ^ Фолдвари-Шефер, Н., И. Де Леон Санчес, М. Карафа, Д. Диннер и Х. Х. Моррис. «Габапентин увеличивает медленноволновой сон у нормальных взрослых». Эпилепсия 43.12 (2002): 1493–497. Распечатать.
  39. ^ Аб Д'Хаенен, ХАХ, Йохан А. Ден Бур и Пол Уиллнер. Биологическая психиатрия. Чичестер: Wiley, 2002. Печать.
  40. ^ Кара Дж. Павоне, Олувасеун Акеджу, Аарон Л. Сэмпсон, Келли Линг, Патрик Л. Пердон, Эмери Н. Браун. Медленные и дельта-колебания, индуцированные закисью азота» Журнал клинической нейрофизиологии, январь 2016 г.
  41. ^ Афаги А., О'Коннор Х. и Чоу К. (2008). Острые последствия диеты с очень низким содержанием углеводов на показатели сна. Пищевая неврология, 11(4), 146-154.