Σερφ Brainwaves με EEG

Οι εικόνες είναι ισχυρά εργαλεία για την απεικόνιση ποσοτικών δεδομένων και τη σύλληψη του δημοσίου ενδιαφέροντος. Κάθε χρόνο, η NASA κυκλοφορεί πολλές όμορφες εικόνες αμμόλοφων και απόμακρων νεφελωμάτων που βοηθούν στη δημόσια χρηματοδότηση. Ομοίως, όταν πρόκειται για αρπαγή πρωτοσέλιδων και επιβλητικό κοινό προσοχή, οι μελέτες της λειτουργικής δραστηριότητας του εγκεφάλου συχνά κάνουν καλύτερα όταν απεικονίζουν όμορφα την εν λόγω δραστηριότητα καθώς τα πολύχρωμα εικονοστοιχεία χορεύουν στην περίπλοκη επιφάνεια του εγκεφαλικού φλοιού.

Έχετε πιθανώς ακούσει για λειτουργική απεικόνιση μαγνητικού συντονισμού ή fMRI, η τεχνολογία που παράγει εκπληκτικές σαρώσεις εγκεφάλου που εμφανίζονται στις ειδήσεις το βράδυ. Ωστόσο, σε αυτές τις εικόνες λείπει μια κρίσιμη διάσταση: χρόνος. Η δραστηριότητα του εγκεφάλου πραγματοποιείται σε κλίμακα χιλιοστών του δευτερολέπτου, ωστόσο το fMRI καταγράφει αυτήν τη δραστηριότητα με ρυθμό περίπου μιας πλήρους σάρωσης εγκεφάλου ανά δευτερόλεπτο. Αυτό μοιάζει μάλλον με την παρακολούθηση μιας ταινίας με ρυθμό ενός καρέ ανά δευτερόλεπτο.

ΗΕΓ, συντομογραφία για το ηλεκτροεγκεφαλογράφημα, είναι μια συγκριτικά παλιά τεχνολογία, που παρουσιάστηκε για πρώτη φορά από την Χανς Μπέργκερ το 1929, στο οποίο ηλεκτρόδια τοποθετημένα στο τριχωτό της κεφαλής καταγράφουν την ηλεκτρική δραστηριότητα του εγκεφάλου («εγκεφαλικά κύματα») με ανάλυση χιλιοστών του δευτερολέπτου. Λαμβάνοντας χιλιάδες δείγματα ανά δευτερόλεπτο, το EEG καταγράφει τη χρονική πορεία του δευτερολέπτου νευρικός απαντήσεις σε ερεθίσματα. Επιπλέον, το EEG είναι ένα άμεσο μέτρο της εγκεφαλικής δραστηριότητας που λαμβάνει χώρα σε μέρη νευρώνων που ονομάζονται συνάψεις και δενδρίτες, ενώ το fMRI μετρά τη μεταβολική δραστηριότητα ως πληρεξούσιο για τη συναπτική δραστηριότητα και το νευρωνικό ψήσιμο.

Ενώ κάποιος μπορεί να υποθέσει αφελώς το EEG ως πρωτόγονη τεχνολογία δεδομένης της σχετικής αρχαιότητας και αδυναμία παραγωγής σέξι φωτογραφιών, οι σύγχρονοι υπολογιστές παράγουν τεράστιες ποσότητες πληροφοριών από την EEG ηχογραφήσεις. Αν και αρχικά ηχογραφήθηκε με κινούμενο στυλό με τρόπο σεισμογράφο, ψηφιακά δεδομένα EEG στο Η δεκαετία του '80 επέτρεψε στους μαθηματικούς μετασχηματισμούς των εγγραφών EEG να δείξουν ένα φάσμα εγκεφάλου ταλαντώσεις. Διαφορετικός ταλαντώσεις εγκεφάλου ή "εγκεφαλικά κύματα" σχετίζονται με διαφορετικές γνωστικές εργασίες και εγκεφαλικές διεργασίες. ο άλφα ρυθμός, για παράδειγμα, σχετίζεται με το νευρικό «ρελαντί» στον ηρεμία του εγκεφάλου. ο ρυθμός γάμμα έχει σχέση με γνωστική λειτουργία και συντονισμός των εγκεφαλικών περιοχών που επεξεργάζονται διαφορετικές πτυχές των ίδιων πληροφοριών.

Με την έλευση ταχύτερων υπολογιστών, τα μαθηματικά από τα πεδία της θεωρίας χάους και της θεωρίας της πληροφορίας έχουν πρόσφατα χρησιμοποιηθεί για τον ποσοτικό προσδιορισμό της πολυπλοκότητας των εγγραφών EEG. Αυτές οι μετρήσεις προσφέρουν υπόσχεση για αναγνώριση βιοδείκτες (αντικειμενικές, μετρήσιμες υπογραφές) εγκεφαλικών διαταραχών όπως σχιζοφρένεια, αυτισμόςκαι το Αλτσχάιμερ. Στην κανονική κλινική πρακτική, το EEG χρησιμοποιείται εδώ και δεκαετίες για τη διάγνωση της επιληψίας και των διαταραχών του ύπνου. Είναι επίσης ένα ανεκτίμητο εργαλείο για την παρατήρηση των κώμα και την παρακολούθηση του βάθους της αναισθησίας. Όντας φθηνά και εξαιρετικά φορητά, οι δοκιμές EEG είναι ευκολότερες από τη σάρωση εγκεφάλου μαγνητικής τομογραφίας και πιο πρακτικές για πολλούς σκοπούς.

Το EEG και το fMRI είναι και τα δύο χρήσιμα εργαλεία για τη μέτρηση της λειτουργικής εγκεφαλικής δραστηριότητας, το καθένα με τα δικά του πλεονεκτήματα και αδυναμίες. Καταγράφεται από το τριχωτό της κεφαλής, το EEG έχει κακή χωρική εντοπισμό αλλά διευθύνσεις τι ερωτήσεις με την υψηλή χρονική ανάλυση (δηλαδή, την ώρα). Αντίθετα, το fMRI έχει εξαιρετική χωρική τοπική προσαρμογή όπου ερωτήσεις, αλλά συχνά δεν έχει τη χρονική ανάλυση για να μας πει τι συμβαίνει στον εγκέφαλο. Για αυτόν τον λόγο, το fMRI είναι πιο κατάλληλο όταν ένας ερευνητής επιθυμεί να αντιμετωπίσει μια ανατομική υπόθεση (π.χ. σε ποια περιοχή του εγκεφάλου λαμβάνει χώρα αυτό;). Ο εγκέφαλος ακολουθεί μια λεπτή ισορροπία μεταξύ λειτουργικού διαχωρισμού και ολοκλήρωσης: τα γνωστικά καθήκοντα εντοπίζονται εν μέρει σε συγκεκριμένες περιοχές του εγκεφάλου και κατανέμονται μερικώς σε ολόκληρο τον εγκέφαλο. Τα EEG και fMRI είναι και τα δύο κατάλληλα για τη δοκιμή διαφορετικών υποθέσεων σε διαφορετικά περιβάλλοντα.

~

Αυτή η ανάρτηση προσαρμόστηκε από μια προηγούμενη ανάρτηση από τον Joel on Γνωρίζοντας νευρώνες.