Uus pilk magavasse aju

EEG ja spektraalanalüüsi kombineerimine toob esile peeneid muutusi

Niinimetatud multitaper-spektrogramm näitab aju võnkumiste üksikasju meie öise une ajal rohkem kui tavaline EEG. © Michael Prerau
ettelugemist

Komplekssed mustrid: uus ajuvoolu analüüsi meetod näitab meie magavate aju tegevust senisest põhjalikumalt ja detailsemalt. Elektroentsefalogrammi (EEG) ja nende lainete spektraalanalüüsi kombinatsioon paljastab erinevate ajuvõrkude keerulise koosmõju ja paljastab ka varem tundmatud tegevusharjumused - näiteks vahetult enne meie unenägudesse uppumist.

Kuigi veedame suurema osa oma elust unes, on see seisund siiski osaliselt uuritud. Nii et te juba teate, et meie aju kasutab seda aega jäätmete välja loputamiseks ja päeva jooksul kasvanud sünapside kalibreerimiseks - see on edasise õppimise eeltingimus.

"Toores" EEG ei näita kõike

Siiani on teadlased uurinud öist und ja erinevate unefaaside järjestust, eriti EEG abil. Registreeritud ajulainete muutused kajastavad seda, kas oleme sügavas unes, unistame REM-unest või kogeme lühikest ärkamisfaasi. Lainekujude analüüs on aga keeruline: mitmel rajal salvestatud jooni hinnatakse 30-sekundiliste intervallidega unefaasidele tüüpiliste spektrite jaoks.

Probleem: "Praktiliste piirangute tõttu lihtsustavad need tehnikad une kirjeldamist - kaob tohutul hulgal teavet, " ütleb Charles Autonoomne Massachusettsi üldhaigla juhtiv autor Michael Prerau. Üsna lineaarse hinnangu tõttu on keeruline aru saada näiteks erinevate ajuvõrkude keerulisest koostoimest.

Tüüpilised aju aktiivsuse mustrid ärkvelolekus, sügavas unes ja REM-unes. © Michael Prerau

Lineaarsete lainete asemel värvilised mustrid

"Seetõttu tahtsime leida põhjalikumat viisi aju aktiivsuse iseloomustamiseks une ajal, " ütleb Prerau. Idee: Hinnata EEG andmeid niinimetatud multitermis spektrianalüüsi abil. "Põhitasemel pole meie ajulained midagi muud kui lained ja võnkumised ja spektraalanalüüs ei tee muud kui neid laineharjumusi analüüsida, " väidavad teadlased. kuva

Suur eelis: spektraalanalüüs tuvastab ka peensed muutused EEG mustrites ja muudab need nähtavaks värviliste mustrite ja aladena. Teadlased võrdlesid seda meetodit prisma toimimisega, mis eraldab komponentides valge valguse. Sarnasel viisil paljastab spektraalanalüüs EEG-lainete mustrite taga olevad võnkumised, paljastades seeläbi konkreetsete ajuvõrkude aktiivsuse une ajal.

Meie magava aju atlas

Mis juhtub ajus meie une ajal, on teadlased kokku pannud selle meetodiga loodud ajuatlasesse. See näitab ajupiirkondade tüüpilist muutuvat koosmõju öösel ja ka seda, kuidas need mustrid erinevad inimeste vahel.

Uneharjumuste individuaalsete omaduste tundmine on oluline, näiteks selleks, et eristada unehäireid või neuroloogilisi anomaaliaid normaalsest variatsioonivahemikust. Seetõttu loodavad teadlased, et nende uus meetod hõlbustab unehäirete diagnoosimist ja uurimist.

Kuid ka aju-uuringutest on kasu: isegi esimestes testides avastasid teadlased öistes ajulainetes uusi, varem tundmatuid mustreid. Näiteks vaid mõni minut enne unenägude une sukeldumist on madala sagedusega alfavahemikus spetsiaalsed lainepausid, mis annavad teada peatselt algavast REM-faasist. (Füsioloogia, 2016; doi: 10.1152 / füsiol.00062.2015)

(Massachusettsi üldhaigla, 14.02.2017 - MTÜ)