Ритмы головного мозга, что надо знать о них

Анатомически реалистичная 3D модель мозга, изображающая локализованную активность в режиме реального времени Каждый цвет представляет собой источник биоэлектрической активности и коннектичность в различной полосе частот (тета, альфа, бета, гамма); золотые линии отображают анатомические волоконные тракты белого вещества. Предполагаемая передача информации между областями мозга визуализируется в виде импульсов света, проходящих по волоконным трактам, соединяющим эти области

Биоэлектрическая активность мозга

(БЭА) — это электрическая активность нейронов, связанная с их возбуждением, т.е. со сдвигом мембранного потенциала.

В основе биоэлектрической активности головного мозга лежат трансмембранные ионные токи, которые порождают явления потенциала действия и импульсной активности нейронов. Таким образом осуществляется нейронная передача сигналов в виде коротких электрических импульсов, каждый из которых представляет собой основную информационную единицу мозга (квант информации).12

Механизм

Биоэлектрическая активность мозга объясняется физиологией нервной ткани. Каждый нейрон покрыт мембраной. Встроенные в мембрану белковые насосы создают разницу электрических потенциалов внутри и снаружи клетки за счет нагнетания заряженных ионов натрия, калия, хлора и др.

Возбуждение нейрона связано с открытием ионных каналов и прохождением ионов через мембрану, что приводит к изменению напряжения, которое и регистрируется различными методами в виде биоэлектрической активности.

Отдельно взятый нейрон находится в непрерывном процессе биоэлектрогенеза. Возбуждение нервной клетки может происходить при ее раздражении, т.е. при поступлении импульса от других нейронов, а в некоторых случаях — спонтанно. Других источников биоэлектрического поля, кроме нейронов, в головном мозге нет.

➥ Основная статья: Биоэлектрические потенциалы

Вертикальная интеграция пространственных масштабов от молекулярного уровня (нанометровая шкала) до всего мозга (сантиметровая шкала)

Уровни организации головного мозга

Условно выделяют три уровня организации головного мозга, на которых можно исследовать разные формы биоэлектрической активности: микроуровень (активность одного нейрона), мезоуровень (активность локальной группы нейронов) и макроуровень (активность разных областей мозга).

➥ Более подробно: Функциональные системы, структура и организация мозга

Микроуровень (англ. microscale) – самый низший уровень организации головного мозга, отражающий активность одиночных нейронов за счет синаптических и молекулярных механизмов.

Мезоуровень (англ. mesoscale) – уровень, находящийся между микро- и макроуровнем, на котором происходит взаимодействия между крупными нейронными ансамблями.

Макроуровень (англ. macroscale) – используется для определения областей мозга и крупномасштабных связей между ними.

Методы регистрации биоэлектрической активности головного мозга

Регистрация БЭА на разных уровнях организации
(А) Скальповый электрод (зеленый), многоконтактный макроэлектрод (красный) и микроэлектрод (синий) (разрешение: объем

Изучение биоэлектрической активности проводится при помощи электрофизиологических методов, основанных на регистрации колебания разности потенциалов между двумя точками среды, например между двумя электродами, расположенных на коже головы.

Электроэнцефалография (ЭЭГ, англ. electroencephalography, EEG) – неинвазивный метод, позволяющий регистрировать биоэлектрическую активность мозга с поверхности скальпа черепа.

➥ Основная статья: Электроэнцефалография

Магнитоэнцефалография (МЭГ, англ. magnetoencephalography, MEG ) – метод, основанный на регистрации магнитного поля, которое формируется за счет электрической активности нейронов.

Электрокортикография (ЭКоГ, англ. electrocorticography

, ECoG) – инвазивный метод регистрации биоэлектрической активности при помощи электродов, расположенных на поверхности коры головного мозга.

➥ Основная статья: Электрокортикография

Микроэлектродные методы – совокупность методов, использующих микроэлектроды для внутри- либо внеклеточной регистрации биопотенциалов. К ним можно отнести регистрацию активности одиночного нейрона, мультиюнитной активности, потенциала локального поля (LFP), а также patch clamp и dynamic clamp методы.

➥

Какие бывают ритмы

Генерируемые мозгом ритмы различаются на пять видов в зависимости от амплитуды и частоты колебаний:

Альфа-ритм регистрируется у 95% здоровых пациентов в момент расслабления, когда те закрывают глаза. Лучше всего выражены в затылочных отделах. Частота α-волн 8-12 Гц. При зрительных раздражителях отмечается дефицит этого излучения. В то же время у людей с врожденной слепотой или атрофией зрительного нерва α-ритм отсутствует.
Бета-ритмы — наиболее быстрые колебания мозга диапазоном от 12-40 Гц. Они связаны с процессами обучения и концентрации внимания. Поэтому формируются у ребенка в период развития логического мышления. В норме этот процесс заканчивается к пяти годам. В состоянии бодрствования бета-волны генерируются естественным образом. При стрессе их уровень повышается, а вот дефицит наоборот связан с синдромом рассеянного внимания, депрессиями и эмоциональными расстройствами. Без β-активности невозможна никакая осмысленная деятельность человека.
Гамма-ритм хорошо прослеживается в момент решения сложных задач. Это самые высокочастотные ритмы, генерируемые в момент активного мыслительного процесса. Полностью исчезает в фазе глубокого сна.
Дельта-ритм характерен для восстановительного периода и естественного сна. Это самые медленные волны. Они формируются еще во внутриутробном периоде. Асинхронные дельта-волны появляются во время комы или наркотического опьянения.
Тета-активность проявляется у плода уже на 2-3 месяце и преобладает у детей до трех лет. Она представляют собой паттерны электрической активности в диапазоне 4-8 Гц. В норме тета-волны взрослого человека проявляются в сумеречном состоянии, во время перехода от сна к бодрствованию. Значительное количество их может отмечаться в спутанном состоянии, при психических расстройствах. Большое количество θ-ритм может сигнализировать о состоянии хронического стресса.

Как «разогнать» свой мозг детям и взрослым

Мозг человека является одной из самых сложных и малоизученных систем, обо всех возможностях которой мы еще не знаем. Однако за годы исследований накопилось достаточно сведений о том, как можно активизировать и улучшать работу мозга. Сегодня мы и поговорим о том, как развивать интеллект детей и взрослых, и рассмотрим различные способы активации мозговой деятельности.

Немного теории

Головной мозг человека является органом центральной нервной системы и состоит из множества мозговых клеток и нейронов (порядка 100 миллионов тех и других). По размеру его можно сравнить с кочаном цветной капусты средних размеров, вес мозга составляет 1-2 кг (1020-1970 граммов). При этом стоит отметить, что умственные способности не связаны с величиной мозга. Так, самый крупный и тяжелый мозг (2850 граммов) был обнаружен у человека, страдающего умственной отсталостью.

Головной мозг состоит из 4 основных отделов, каждый из которых имеет свои функции:

Продолговатый мозг. Расположен в задней части черепа, является своеобразным переходом головного мозга в спинной. Основная функция этого отдела – рефлекторная. Благодаря продолговатому мозгу осуществляются такие рефлекторные действия, как кашель, чихание и др., происходит регулировка процессов дыхания, сердечной деятельности. Продолговатый мозг связывает спинной мозг с вышележащими отделами головного – проводит сигналы из одного в другой.
Ромбовидный (задний) мозг. Состоит из моста и мозжечка, располагается в задней части черепа у продолговатого мозга под полушариями. Отвечает за координацию движений, сохранение положения тела в пространстве и равновесие, регуляцию мышечного тонуса, осуществление ряда рефлексов, связанных с вестибулярным аппаратом и мышцами.
Средний мозг. Находится точно в серединке черепа. С его помощью возможна правильная ориентация человека в пространстве, поддержание позы тела и регулировка тонуса мышц, первичная обработка данных от органов чувств (зрения и слуха).
Передний мозг. В свою очередь делится на: Промежуточный мозг. Располагается над средним, состоит из таламуса, эпиталамуса, гипоталамуса. Именно сюда поступает информация от всех органов чувств, которая обрабатывается и отбирается для дальнейшей передачи в кору головного мозга (отбирается наиболее важная и значимая информация). Также данный отдел отвечает за возникновение и регуляцию эмоций, за обеспечение деятельности всех органов и систем организма, за обеспечение постоянства внутренней среды, обмен веществ. Здесь расположены центры удовольствия/неудовольствия, жажды/насыщения, страха и др.
Конечный мозг. Представлен корой полушарий мозга. Именно здесь осуществляются наиболее сложные процессы: сознательное поведение, мышление, развитие интеллекта, конечная обработка, анализ и оценка информации от органов чувств, координация всей деятельности организма и т.д.

Получается, ведущим отделом головного мозга является конечный мозг или кора больших полушарий. Именно на него и должны быть направлены основные усилия по активизации работы мозга. Вместе с тем стоит помнить, что только слаженная работа всех частей может обеспечить функционирование умственной деятельности на высшем уровне.

«Подкормка» для мозга

Наш мозг нуждается в питательных веществах и витаминах не меньше других органов. Особенно они необходимы детям, т.к. у них происходит активный рост, а также людям, занимающимся интенсивным умственным трудом. «Подкормкой» для мозга могут быть обычные фрукты и специальные витаминные комплексы.

Скажите «Да!» физическим нагрузкам и свежему воздуху

Работа мозга будет осуществляться намного лучше, если человек занимается физической активностью и проводит достаточно времени на свежем воздухе. Детям и взрослым, столкнувшимся со сложностями в работе (например, при выполнении домашнего задания или написании отчета), рекомендуется сделать небольшую паузу, хорошо проветрить помещение или сходить прогуляться, выполнить несложную разминку (наклоны, повороты, приседания и др.). Особенно полезны наклоны, повороты и вращения головы.

Физкультминутка – отличный способ активировать работу мозга. Источник фото

Музыкальная пауза

Исследования французского психолога Франциска Рошера показали, что повысить мозговую активность можно с помощью прослушивания музыки. Однако подойдут не все музыкальные произведения, а только те, которые отличаются гармоничностью, плавностью, отсутствием запредельной громкости и шумов. Идеально подходят произведения Моцарта, с помощью которых Рошер и проводил свои исследования.

О пользе «новинок»

Процесс познания помогает держать мозг в тонусе, постоянно активизировать его работу. Казалось бы, зачем тогда школьникам еще какие-то упражнения, ведь они и так ежедневно посещают учебное заведение и узнают что-то новое. Однако школьные занятия не всегда могут способствовать активизации работы мозга. Это может быть связано с легкостью/сложностью изучаемого материала, отсутствием заинтересованности. Поэтому не менее важно уделять внимание развитию ребенка вне школы: покупать развивающие книги/игры/фильмы, ходить на выставки и в театры, объяснять принципы работы различных приборов и устройств и пр. Этот совет хорош и для взрослых: если вы желаете повысить умственную активность, окружайте себя новыми необычными вещами, требующими изучения, стремитесь к получению новой информации.

Ориентирование в пространстве

Хорошо стимулирует работу мозга ориентирование на местности, в малознакомых (незнакомых) местах. Для этого важно научить ребенка обращаться с компасом, определять части света, ориентироваться по солнцу и т.д. Родители могут обучать школьника этим основам самостоятельно или записать его в специальную секцию.

Если нет возможности/желания отправляться в поход, можно тренировать навыки ориентации в знакомых условиях (например, в квартире, на даче, во дворе), но с закрытыми глазами.

Тренировка познавательных процессов

Источник фото

Внимание, память, мышление и речь являются основными познавательными (когнитивными) процессами, которые обеспечиваются корой больших полушарий. Тренировка этих процессов позволяет существенно повысить активность мозговой деятельности. В зависимости от конкретного процесса можно выделить:

Тренировку памяти. Для этого можно использовать заучивание стихотворений, пересказы текста (сразу после прочтения и по прошествии определенного времени), длительное наблюдение за чем-либо, а потом воспроизведение увиденного на бумаге в виде изображения, различные игры на память.
Тренировку внимания. Помогут в этом различные задания на внимательность: поиск различий между картинками, нахождение и зачеркивание какой-то определенной буквы в наборе букв, изучение двойственных изображений, слежение за чем-либо с последующим детальным воспроизведением и пр.
Тренировку мышления. Сюда можно включить решение кроссвордов, головоломок, математических задач и задач на логику, анализирование текста, размышление на определенную тему и т.д.
Тренировку речи. Идеально подойдут упражнения со скороговорками и предложениями с преобладанием определенной буквы (Ехал Грека через реку…), пересказы и чтение стихотворений вслух перед зеркалом, разучивание текста по ролям и др.

Стимулирующее общение

Чтобы улучшить интеллектуальную деятельность ребенка, активизировать его мозг, необходимо обеспечить его общением с умными людьми. Это могут быть старшие друзья, сверстники, интересующиеся чем-то и целенаправленно изучающие данный предмет (например, астрономию), взрослые, занятые интеллектуальным трудом. Общение с интересными людьми, чьи знания и возможности превышают знания и возможности школьника, заставят его стремиться к повышению своей умственной деятельности, будут держать в постоянном тонусе. Главным условием здесь будет интерес ребенка к этим людям.

Мышление + действие

Для активизации работы мозга важно постоянно мыслить и воплощать эти мысли в действии. Эти два процесса тесно взаимосвязаны и стимулируют друг друга: так действие рождается из мысли, а в процессе действий могут возникнуть новые мысли, «озарения». Поэтому важно:

Стимулировать ребенка к созданию различных идей. Предложите ученику придумать новую игру, необычный способ решения задачи, разработать план мероприятия и т.д. Хорошим вариантом является решение практических задач интересных ребенку: разработка новой системы школьного обучения, способов борьбы с безработицей, создание компании, выпускающей компьютерные игры и т.п.
Воплощать эти идеи в жизнь. После того, как школьник выдал какую-то идею, постарайтесь вместе с ним воплотить ее в жизнь, даже если она кажется невыполнимой. В процессе действия ребенок может изменить план действий, внести коррективы, доработать что-то. При необходимости помогите ученику в этом.
Обсуждать идеи и их воплощения. Вместе с ребенком оцените идею, отметьте ее плюсы и минусы, а также достоинства и недостатки выбранного способа действий.

Источник фото

Мозг является одним из самых сложных органов, но качество его работы вполне поддается улучшению. Чтобы он всегда находился в тонусе и активно работал, необходимо получать питательные вещества, не пренебрегать физической активностью и постоянно стимулировать мозговую деятельность посредством решения всевозможных задач и изучением чего-то нового.

Источник заглавной картинки

Понравилась статья? Поделитесь с друзьями:

Мудрая сова 19 июня 2015

Терапевтическое влияние

Терапия при помощи волнового влияния на мозг продолжает изучаться. По уже имеющимся данным:

Альфа-ритмы помогают снизить тревожность, напряжение и беспокойство, улучшает память. Она ускоряет кровоснабжение в мозговых структурах, усиливая насыщения организма кислородом и полезными микроэлементами. Облегчает восстановительный период после болезней. Снижает негативное воздействие психотравмирующих ситуаций. Определяет высвобождение нейротрансмиттера серотонина, повышая его уровень в организме.
Стимуляция бета-ритмами помогает улучшать обучаемость, коммуникативные навыки и усидчивость пациентов. Кроме того, такое облучение помогает снижать усталость.
Хорошо себя зарекомендовало воздействие гамма-ритмами для усиления скорости обработки информация, стимуляции кратковременной памяти. Также обнаружено благотворное воздействие этих частот на мозг при хронической мигрени. Примерно у половины испытуемых снижается частота и интенсивность приступов.
Стимуляция δ-ритма помогает снижать уровень стресса, снимать приступы хронической боли, в том числе цефалгии.
Воздействие θ-волн способно усиливать творческие способности, улучшает память, контроль над эмоциональной сферой, усиливают интуицию. Оно способствует уменьшению тревожности и стресса, укреплению иммунитета, усилению долгосрочной памяти, поскольку ритм тета-волн характерен для гиппокампа, отдела мозга отвечающего за сохранение информации и воспоминаний.

Способ увеличить мозговую активность с помощью смены образа мышления

Существуют специальные приёмы и упражнения, с помощью которых можно повысить активность мозга и его возможности. Однако чтобы умственная активность была стабильно высокой, нужно применять эти примы не время от времени, а систематически, связав их с образом жизни.

Смена привычек

Смена привычных локаций, изменение привычной обстановки или внесение нового в повседневные процессы способно увеличивать нейропластичность – умение мозга создавать новые нейронные сети и связывать их со сформированными ранее в единую систему. Это позволяет мозгу «взглянуть» на любую задачу по-новому, подключив к решению прежде незадействованные системы.

Для увеличения числа связей рекомендуется менять устоявшиеся маршруты, пробовать новую еду в новых кафе и ресторанах, вставать с другой ноги, чистить зубы попеременно правой и левой рукой и вносить прочие изменения в привычную жизнь.

Нейропластичность – это многоуровневое проявление способности мозга восстанавливать функции, которое наблюдается как на клеточном уровне, так и в масштабах всего мозга, где происходит переназначение «ролей» и отделов, ответственных за процессы. В том числе, это свойство мозга активно используется в развитии памяти и научении.

Блуждающее сознание

При работе над одной задачей при очевидном алгоритме решения целесообразно сосредоточится на нём. Но если решение неочевидно или если в процессе интеллектуальной деятельности возник эффект многозадачности, который стопорит процесс, рекомендуют отвлечься и позволить своему сознанию поблуждать. Это позволяет мозгу не только отдохнуть, но и суметь «поискать» решение в тех нейронных сетях, которые при узком сосредоточении оказывались на периферии.

Физическая активность

Интеллектуалы часто считают физическую активность пустой тратой времени. Но результаты различных экспериментов показали прямую зависимость интеллектуальных возможностей и регулярных разноплановых физических нагрузок.

Так в среднем на 10% выше показатели сообразительности зафиксированы у тех детей и взрослых, которые несколько раз в неделю занимались физкультурой – как минимум совершали длительные пешие прогулки. Танцы как способ улучшить мозговую активность хорошо показали себя в борьбе со слабоумием.

Частично это связано с неизбежным подключением во время тренировок различных отделов и участков мозга, с изменением ритмов, формированием навыка быстрого принятия решения. Частично – с улучшением кровообращения во время физических нагрузок.

Стимуляция альфа-волнами

Стимулировать волновую деятельность организма можно несколькими способами:

Дыхательная гимнастика, позволяющая поддерживать глубокое дыхание, насыщает мозговые клетки кислородом. Систематические занятия дыхательной гимнастикой способствует возникновению альфа-волн.
Прослушивание стереозвуков с альфа-волнами — доступная для всех методика.
Мощным активатором α-ритма являются йога и медитация.
Помочь расслабиться и перейти в режим выработки альфа-волн могут горячие ванны.

Особенности исследования

Для более точного результата, врачи могут назначать исследование ЭЭГ с депривацией сна. Для этого пациента просят не спать в течение 24 часов для выявления патологий в головном мозге. При записи могут применяться дополнительные нагрузки в виде световой стимуляции или дальнейшего лишения сна.

Для выявления проблем, связанных с неврологией, применяют ЭЭГ видеомониторинг. Это длительное исследование, которое фиксирует синхронную запись видео и записи активности мозга при различных нагрузках. Пациента могут заставлять двигаться или вызывать у него различные эмоции или поведенческие особенности. Часто применяется для выявления эпилепсии или лунатизма. Данная методика используется при слуховых галлюцинациях, панических атаках, частых обморочных состояниях.

ЭЭГ – это безболезненная процедура, которая не несет вред для организма. Это быстрый способ выявить или понять особенности работы головного мозга. Проводится лишь после назначения лечащего врача и не имеет побочных последствий.

Патологические отклонения

Нарушения волновой активности мозга отмечается при:

Олигофрении. При ней суммарная активность альфа-ритмов ненормально повышена.
Эпилепсии, которая вызывает нарушения частоты и амплитуды волновой активности Это связано с развитием прямой или межполушарной асимметрии в полушариях мозга.
Гипертонии, ослабляющей частоту альфа-ритмов и усиливающей бета-активность. Нарушения кровообращения и работы сердечно-сосудистой системы всегда отражаются на волновой активности мозга. Аналогичная картина может наблюдаться при бета-лактамазной активности бактерий.
Параноидальной шизофрении, при которой мозг генерирует повышенное количество бета-ритмов.
Кистах и воспалительных процессах мозолистого тела. Они вызывают тяжелую достигающую 30% асимметричность между полушариями.
Патологическая картина может возникать при черепно-мозговых травмах, врожденном или приобретенном слабоумии, задержке психомоторного развития у детей.

Для оценки альфа-ритмов необходимо время от времени проходить ЭЭГ. Узнать адреса клиник, которые делают эту диагностическую процедуру можно на сайте .

Что показывает электроэнцефалография головного мозга?

Электроэнцефалограмма, как метод исследования, исторически использовался во многих клинических ситуациях. По разнице получаемых сигналов, по превалирующим ритмам мозга определяли очаговые образования мозга. Также некоторые невротические состояния, ДЦП и другие пороки развития имеют свои особенности, проявляющиеся на ЭЭГ. Однако в современной медицине у неврологии осталась малая ниша показаний. ЭЭГ используют для диагностики эпилепсии, также, гораздо реже, ЭЭГ показана для диагностики редких заболеваний, например, спонгиоморфных энцефалопатий (в частности, болезни Крейтцфельдта-Якоба). Также исследование может служить методом оценки эффективности проводимой противосудорожной терапии.

ЭЭГ показывает организованность и превалирование ритмов мозга, позволяет обнаруживать патологические ритмы и феномены. Наличие патологических элементов, разница ритмов и их дезорганизованность по различным отведениям, может указывать на дисфункцию различных отделов мозга. Также эпилептиформные феномены позволяют диагностировать эпилепсию. Абсолютно достоверным считается такой диагноз, при котором во время записи исследования был зафиксирован приступ эпилепсии, имеющий свои характерные особенности на пленке.

Недостатки метода

Излишняя волновая стимуляция может вызывать негативные реакции организма. Так при переизбытке альфа-активности развивается снижение концентрации, формирование дефицита внимания, депрессии, снижение визуальной четкости. Человек начинает нуждаться в дневном сне, быстрее устает. Кроме того под воздействием альфа-волн увеличивается внушаемость.

Обратной стороной стимуляции бета-волнами становится усиление тревожности, перевозбуждения и развитие обсессивно-компульсивного расстройства. Отмечаются признаки стресса, паранойи. Также под воздействием такой стимуляции усиливается мышечное напряжение, возникает бессонница. Воздействие на мозжечковую миндалину и гипоталамус провоцирует повышение артериального давления.

При воздействии тета-волн можно заработать расстройства концентрации внимания, депрессивные состояния, гипереактивность или наоборот апатию. Под влиянием такой стимуляции возникает сонливость, равнодушие к жизни, повышение внушаемости.

Поэтому прежде чем прибегать к любым методикам стимуляции волновой активности мозга лучше проконсультироваться со специалистами.

Особенности исследования

ЭЭГ помогает регистрировать активность мозга с помощью металлических электродов. С их помощью улавливается колебания мозга, фиксируется и отображается на мониторе. Результат также можно переносить на бумагу для дальнейшего изучения. Полученное изображение в виде волн является графическим дублированием работы мозга в реальном времени. Пациент, находясь в специальной комнате, получает необходимую стимуляцию с помощью звука, света или седативных препаратов. Вся процедура занимает от 30 минут до 2 часов и проводится только в светлое время суток.