Em formação

Velocidade das ondas cerebrais


Dado que as ondas cerebrais são caracterizadas como tal em virtude das propriedades ondulatórias da "atividade elétrica" ​​no cérebro, qual é a velocidade dessas ondas; e como ele difere das taxas de condução neural em nervos periféricos normalmente na faixa de ~ 50 cm / seg. (Estranhamente, tive dificuldade em localizar uma resposta para essa pergunta em outro lugar).


Infelizmente, o termo "onda" é ambíguo na neurociência. O que você está se referindo, ondas alfa, significa apenas que a atividade neuronal tende a oscilar em cerca de 10Hz. As oscilações neurais são fenômenos generalizados que ocorrem em todas as áreas do cérebro. Mas isso não significa necessariamente que essas ondas viajem. Existem exemplos de ondas viajantes, cuja velocidade pode variar muito (de $ 10 ^ {- 1} $ a $ 10 ^ {- 5} m.s ^ {- 1} $ dependendo dos estudos). Oscilações entre as áreas do cérebro tendem a ser sincronizadas durante uma tarefa (assim se poderia argumentar, velocidade infinita), e dentro da área a atividade tende a manter uma relação de fase específica que varia espacialmente (como se uma onda estivesse "congelada", caso em que sua velocidade seria 0). Ondas itinerantes e sincronia / coerência neural podem ser fenômenos diferentes que implementam funções diferentes. Ainda não está claro para que servem as oscilações cerebrais, ou mesmo se elas têm algum propósito. Abaixo estão algumas revisões sobre esses tópicos.


Ermentrout, G.B. e Kleinfeld, D. (2001) Traveling electrical waves in cortex: insights from phase dynamics and speculation sobre um papel computacional. Neuron 29, 33-44

Sato, T. K., Nauhaus, I., & Carandini, M. (2012). Ondas itinerantes no córtex visual. Neuron, 75 (2), 218-229.

Engel, A. K., Fries, P., & Singer, W. (2001). Predições dinâmicas: oscilações e sincronia no processamento de cima para baixo. Nature Reviews Neuroscience, 2 (10), 704-716.

Fries, P. (2005). Um mecanismo para a dinâmica cognitiva: comunicação neuronal através da coerência neuronal. Trends in cognitive sciences, 9 (10), 474-480.


É claro que depende muito de quais ondas você está estudando. Um exemplo recente interessante do grupo Sejnowski no Salk Institute mostra essas ondas cerebrais circulares ocorrendo durante o sono, que se completam em ~ 70msec viajando em um loop de ~ 30cm… http://www.salk.edu/news-release/princess-leia -brainwaves-help-sleeping-brain-store-memories / (Artigo original: https://elifesciences.org/articles/17267)


Ondas cerebrais e meditação

Esqueça os cristais e as velas, e também sente e respire de maneira desajeitada. A pesquisa sobre meditação explora como o cérebro funciona quando evitamos a concentração, a ruminação e o pensamento intencional. As ondas cerebrais elétricas sugerem que a atividade mental durante a meditação é desperta e relaxada.

"Dada a popularidade e eficácia da meditação como meio de aliviar o estresse e manter uma boa saúde, há uma necessidade urgente de uma investigação rigorosa de como ela afeta a função cerebral", disse o professor Jim Lagopoulos da Sydney University, Austrália. Lagopoulos é o principal investigador de um estudo conjunto entre sua universidade e pesquisadores da Universidade Norueguesa de Ciência e Tecnologia (NTNU) sobre mudanças na atividade elétrica do cérebro durante a meditação não-diretiva.

Ondas cerebrais constantes

Estejamos mentalmente ativos, em repouso ou dormindo, o cérebro sempre tem algum nível de atividade elétrica. O estudo monitorou a frequência e localização das ondas cerebrais elétricas por meio do uso de EEG (eletroencefalografia). Eletrodos de EEG foram colocados em locais padrão do couro cabeludo usando um chapéu feito sob medida

Os participantes eram praticantes experientes da Meditação Acem, um método não-diretivo desenvolvido na Noruega. Eles foram solicitados a descansar de olhos fechados por 20 minutos e a meditar por mais 20 minutos, em ordem aleatória. A abundância e a localização de ondas cerebrais elétricas lentas a rápidas (delta, teta, alfa, beta) fornecem uma boa indicação da atividade cerebral.

Atenção relaxada com teta

Durante a meditação, as ondas teta eram mais abundantes nas partes frontal e média do cérebro.

“Esses tipos de ondas provavelmente se originam de uma atenção relaxada que monitora nossas experiências internas. Aqui está uma diferença significativa entre meditação e relaxamento sem nenhuma técnica específica”, enfatiza Lagopoulos.

"Estudos anteriores mostraram que as ondas teta indicam relaxamento profundo e ocorrem com mais frequência em praticantes de meditação altamente experientes. A fonte provavelmente são as partes frontais do cérebro, que estão associadas ao monitoramento de outros processos mentais."

"Quando medimos a calma mental, essas regiões sinalizam para as partes inferiores do cérebro, induzindo a resposta de relaxamento físico que ocorre durante a meditação."

Experiências silenciosas com alfa

As ondas alfa eram mais abundantes nas partes posteriores do cérebro durante a meditação do que durante o relaxamento simples. Eles são característicos do repouso desperto.

"Este tipo de onda tem sido usado como um sinal universal de relaxamento durante a meditação e outros tipos de descanso", comenta o professor e Oslashyvind Ellingsen da NTNU. "A quantidade de ondas alfa aumenta quando o cérebro relaxa de tarefas intencionais e orientadas para o objetivo. Isso é um sinal de relaxamento profundo, - mas não significa que a mente está vazia."

Estudos de neuroimagem por Malia F. Mason e colegas de trabalho do Dartmouth College NH sugerem que o estado normal de repouso do cérebro é uma corrente silenciosa de pensamentos, imagens e memórias que não é induzida por estímulos sensoriais ou raciocínio intencional, mas emerge espontaneamente " dentro de."

"A divagação espontânea da mente é algo de que você se torna mais consciente e familiarizado quando medita", continua Ellingsen, que é uma praticante experiente. "Esta atividade padrão do cérebro é frequentemente subestimada. Provavelmente representa um tipo de processamento mental que conecta várias experiências e resíduos emocionais, os coloca em perspectiva e os coloca para descansar."

Diferente do sono

As ondas delta são características do sono. Houve pouco delta durante as tarefas de relaxamento e meditação, confirmando que a meditação não-diretiva é diferente do sono.

As ondas beta ocorrem quando o cérebro está trabalhando em tarefas orientadas a objetivos, como planejar um encontro ou refletir ativamente sobre um determinado assunto. O EEG mostrou poucas ondas beta durante a meditação e o repouso.

"Essas descobertas indicam que você se afasta da solução de problemas tanto quando relaxa quanto durante a meditação", diz Ellingsen.

Não-diretivo versus concentração

Vários estudos indicam um melhor relaxamento e gerenciamento do estresse por meio de técnicas de meditação, em que você evita tentar controlar o conteúdo da mente.

"Esses métodos são frequentemente descritos como não diretivos, porque os praticantes não buscam ativamente uma experiência ou estado mental específico. Eles cultivam a capacidade de tolerar a divagação espontânea da mente sem se envolver muito. Em vez de se concentrar em fugir de pensamentos estressantes e emoções, você simplesmente as deixa passar sem esforço. "

Leve mensagem para casa

A meditação não-diretiva produz mudanças mais marcantes na atividade das ondas elétricas cerebrais associadas à atenção acordada e relaxada, do que apenas descansar sem nenhuma técnica mental específica.


Ondas cerebrais nos guiam para destacar surpresas

Se você abrir a porta de seu escritório uma manhã e houver um novo pacote esperando em sua mesa, isso é o que você mais notará na sala, de outra forma inalterada. Um novo estudo realizado por neurocientistas do MIT e da Universidade de Boston descobriu que a interação dinâmica de diferentes frequências de ondas cerebrais, ao invés de circuitos dedicados, parece governar o talento do cérebro para destacar o que é surpreendente e minimizar o que é previsível.

Ao medir milhares de neurônios ao longo da superfície, ou córtex, do cérebro em animais conforme eles reagiam a imagens previsíveis e surpreendentes, os pesquisadores observaram que ondas cerebrais alfa e beta de baixa frequência, ou ritmos, originados nas regiões cognitivas frontais do cérebro neutralizou a atividade neural associada a estímulos previsíveis.

Isso abriu o caminho para que os neurônios em regiões sensoriais na parte de trás do cérebro enviassem informações associadas a estímulos inesperados por meio de ondas gama de alta frequência. O refluxo de alfa / beta carregando previsões inibitórias normalmente canalizado através de camadas mais profundas do córtex, enquanto o fluxo direto de gama excitatória carregando novos estímulos se propagou através de camadas superficiais.

& # 8220Estas interações entre beta e gama estão acontecendo em todo o córtex, & # 8221 disse Earl Miller, Professor Picower de Neurociência do Departamento de Ciências do Cérebro e Cognitivas do MIT e co-autor sênior do estudo em Anais da Academia Nacional de Ciências. & # 8220E não é genérico & # 8211 visa o processamento de estímulos específicos. & # 8221

A esse respeito, este novo estudo estende muito do trabalho recente de Miller & # 8217. Anteriormente, seu laboratório no Instituto Picower de Aprendizagem e Memória mostrou que, no córtex pré-frontal, a memória operacional depende de surtos de ritmos beta de camadas profundas que regulam a atividade de frequência gama em camadas mais superficiais.

Essas descobertas se baseiam, em parte, na pesquisa publicada em 2012 pelo pós-doutorando André Bastos, que é o autor principal do novo artigo. Agora, o novo estudo e outro publicado pelo laboratório de Miller & # 8217s no início deste ano sugerem que este empurrar e puxar entre as bandas de frequência é um sistema regulador comum do fluxo de informação no córtex. Além disso, os novos resultados mostram experimentalmente que ela tem um papel fundamental na codificação preditiva (como Bastos começou a teorizar em 2012), não apenas a função relacionada da memória de trabalho.

A codificação preditiva é uma função cognitiva chave que parece ser interrompida nos transtornos do espectro do autismo, observaram Miller e Bastos. Algumas pessoas com autismo lutam para considerar os estímulos familiares como tais, tratando tudo como novo e igualmente saliente. Isso pode interferir no aprendizado de reconhecer situações previsíveis e, portanto, na capacidade de fazer generalizações sobre a experiência.

& # 8220Como você não é capaz de conter e regular ativamente as informações previstas, o cérebro está em um estado constante de envio de informações que pode ser opressor, & # 8221 Bastos disse. Na verdade, para qualquer pessoa, ele acrescentou, estar em um lugar completamente novo, onde as previsões do ambiente ainda não tiveram tempo de se formar, pode produzir uma sensação de sobrecarga sensorial.

Definir e violar expectativas

No estudo, a equipe deu aos animais uma experiência de codificação preditiva simplificada. Eles foram apresentados com uma imagem como uma dica e, após uma breve pausa, três imagens retornaram à tela, incluindo a original. Os animais simplesmente tinham que direcionar seu olhar para a imagem previamente sugerida para completar a tarefa. Às vezes, a deixa seria a mesma para muitas tentativas consecutivas (tornando-se previsível e familiar). Às vezes, a deixa mudava repentinamente, violando a expectativa prevista.

Enquanto os animais jogavam, os cientistas liam a atividade neural e os ritmos gerais produzidos por essa atividade em cinco áreas do córtex, desde áreas visuais na parte de trás da cabeça a um córtex parietal no meio, a córtices cognitivos, incluindo o córtex pré-frontal, na frente.

A equipe não estava procurando analisar a memória de trabalho ou como os animais mantinham a imagem do taco na memória. Em vez disso, eles mediram as diferenças feitas quando a imagem do sinal era previsível vs. quando não era. Suas medições mostraram que os estímulos imprevisíveis geraram mais atividade neural do que os previsíveis. Eles também revelaram que a atividade associada a estímulos imprevistos era mais forte na banda de frequência gama (e a banda teta de frequência muito baixa), enquanto a atividade associada a estímulos previstos era mais forte nas frequências alfa / beta.

Essas mudanças na potência em cada frequência não foram & # 8217t em toda a linha & # 8211 foram maiores especificamente entre os neurônios que mais responderam ao estímulo apresentado. Isso significa que as mudanças regulatórias das ondas cerebrais estavam agindo mais fortemente no circuito neural que processava as imagens de sinalização que os animais estavam vendo. Por esse motivo, a equipe se refere ao seu modelo conceitual de codificação preditiva como & # 8220 roteamento preditivo. & # 8221

& # 8220Nosso artigo mostra que a codificação preditiva pode funcionar sem circuitos especializados para detectar incompatibilidades entre as previsões e a realidade, & # 8221 disse Miller.

Bastos explicou ainda, & # 8220O elemento-chave deste novo modelo é que a previsão pode ser realizada inibindo seletivamente as rotas de fluxo de informações que transportam informações previsíveis. & # 8221

A co-autora sênior Nancy Kopell e o Distinguished Professor of Mathematics de William Fairfield Warren na Universidade de Boston, acrescentou: & # 8220Para ser capaz de apoiar essa ideia, foram necessários experimentos elaborados descritos no artigo, envolvendo medições de várias partes do cérebro. & # 8221

Eles também revelaram que a atividade associada a estímulos imprevistos era mais forte na banda de frequência gama (e a banda teta de frequência muito baixa), enquanto a atividade associada a estímulos previstos era mais forte nas frequências alfa / beta. A imagem é de domínio público.

A análise subsequente dos dados também mostrou outras tendências importantes. Entre eles estava que a coerência da atividade entre as regiões corticais era mais forte na banda alfa / beta quando a imagem de sinalização era previsível e mais forte na gama quando não era. Além disso, a direção dessas bandas diferentes (como se propagaram para frente e para trás através do córtex) mostrou que alfa / beta realimentou de regiões cognitivas superiores para regiões (sensoriais) inferiores, enquanto gama alimentou de regiões inferiores para regiões superiores.

Prestando atenção às exceções

Os cientistas também viram que o alfa / beta atinge principalmente as camadas mais profundas do córtex visual, enquanto o gama costuma ser mais forte nas camadas superficiais. Mas houve exceções ao longo do caminho. A região do córtex parietal 7A contrariou a tendência de pico em gama para estímulos inesperados, em vez de pico na extremidade superior da banda de frequência beta.

Uma possibilidade, diz Kopell, é que 7A estava envolvido em um buffer de memória de trabalho, que se acredita usar oscilações beta. Outra explicação poderia ser que a atividade beta de 7A e # 8217s não está relacionada à previsão tanto quanto à atenção. Os animais que executam a tarefa precisam prestar pelo menos algum grau de atenção à deixa, seja ela previsível ou não.


A boa memória depende da velocidade das ondas cerebrais

Nossa capacidade de armazenar informações para uso diário depende da velocidade das ondas cerebrais theta, de acordo com um estudo publicado pela PLOS Biology e realizado por uma equipe de pesquisa internacional liderada por Vincenzo Romei, Professor do Departamento de Psicologia da Universidade de Bolonha.

A atividade elétrica rítmica produzida pelo sistema nervoso humano pode ser visualizada e registrada em pulsos conhecidos como ondas cerebrais, classificados de acordo com suas frequências em hertz, correspondendo a diferentes fases da atividade cerebral.

Segundo hipótese proposta por psicólogos e neurocientistas, a velocidade das ondas teta, que varia entre 4 e 7,9 hertz, seria a responsável pela capacidade de gerenciamento das informações. Para testar essa teoria, os pesquisadores simularam, por meio de estimulação elétrica, a atividade neuronal de 32 sujeitos, usando uma técnica conhecida como & ldquoEstimulação Transcraniana de Corrente Alternada& rdquo, capaz de afetar a atividade elétrica do cérebro.

& ldquoO objetivo desta abordagem de estimulação é modelar a atividade oscilatória das regiões do cérebro que estão ativas durante o processo de memorização& rdquo, explicou Vincenzo Romei. & ldquoAo comparar a capacidade da memória de trabalho durante a estimulação simulada e real, descobrimos que a estimulação teta lenta aumentou a capacidade da memória de trabalho, enquanto a estimulação teta rápida a reduziu. É como se tivéssemos mudado o tamanho da folha de papel na qual normalmente anotamos nossa lista de compras& rdquo.

A mudança na capacidade da memória de trabalho é apenas temporária, mas os resultados do estudo podem ajudar a compreender melhor o funcionamento do cérebro e melhorar o tratamento de problemas de memória típicos da velhice.


Em julho do ano passado, perguntei: Será que as ondas itinerantes podem perturbar a neurociência cognitiva? Este foi um post sobre um artigo de David Alexander et al. argumentando que a neurociência estava negligenciando a importância de como a atividade neural se move ou viaja pelo cérebro. Agora Alexander et al. estão de volta com um novo artigo da PLoS ONE, no qual eles descrevem as ondas viajantes na atividade cerebral humana, medida com magnetoencefalografia (MEG). Os autores escanearam 20 voluntários durante uma tarefa visual e auditiva. Alexander et al. focado na & qual a classe de ondas que são caracterizadas por uma trajetória linear nas coordenadas cartesianas do espaço do sensor. & quot Aqui & # x27s uma visualização. À esquerda, vemos uma onda estacionária clássica; à direita, uma onda viajante. Nesta imagem, o eixo horizontal é o tempo e o eixo vertical é o espaço - cada linha representa um dos sensores do scanner MEG & # x27s 151, dispostos em torno da cabeça dos voluntários & # x27. A cor representa a fase da onda, neste caso na banda alfa com frequência de 9,2 Hz. A faixa diagonal no painel direito mostra uma onda se movendo no espaço. Uma representação de filme de uma onda viajante pode ser vista aqui.

Então, quais eram essas ondas viajantes? Eles tendiam a ter um comprimento de onda espacial longo, principalmente 30-35 cm - o que significa que abrangiam praticamente toda a cabeça. Alexander et al. dizem que também pode haver mais ondas localizadas (comprimentos de onda espaciais mais curtos) que o MEG não consegue detectar, porque o crânio as filtra. A velocidade das ondas (velocidade do grupo) foi correlacionada com sua frequência. Para as ondas beta mais rápidas (28 Hz), a velocidade medida foi em torno de 4 metros por segundo - e a velocidade real, no cérebro, terá sido maior, porque as dobras cerebrais significam que as distâncias do caminho são maiores. Os autores concluem

No geral, os eventos de onda têm ampla distribuição de trajetórias e velocidades. As ondas são onipresentes, com episódios claros em toda a faixa de frequência, várias vezes por segundo.

Além do mais, Alexander et al. sugerem que a análise convencional de dados de MEG (e EEG), que considera as ondas estacionárias e ignora as que viajam, perde muito do quadro. Eles dão como exemplo em que a resposta média a um estímulo (à esquerda) parece ser uma onda estacionária, mas a análise de agrupamento das tentativas individuais revela algumas ondas viajantes (por exemplo, B1), bem como diferentes ondas estacionárias (por exemplo, B6).

Então, o que está acontecendo? Eu perguntei a Alexander

& quotSabemos como essas ondas cerebrais acontecem? Têm origem puramente cortical ou são coordenados por estímulos, por ex. do tálamo? & quot

não "sabemos" se eles são puramente de origem cortical. Eles claramente são fortemente corticais, mas ainda não há evidências. Eu só poderia dar um monte de especulações, e isso refletiria principalmente meu próprio preconceito de que a topologia de conexão é mais importante do que o acréscimo evolutivo de estruturas anatômicas.

Alexander DM, Nikolaev AR, Jurica P, Zvyagintsev M, Mathiak K e amp van Leeuwen C (2016). Os campos corticais neuromagnéticos globais têm velocidade diferente de zero. PloS ONE, 11 (3) PMID: 26953886


A ciência por trás das ondas cerebrais e da meditação [infográfico]

Você pode ouvir muito a palavra & # 8220waves cerebrais & # 8221. Mas quais são eles? Por que nós os temos? O que eles fazem? O que é a ciência por trás das ondas cerebrais?

Cientistas e médicos usam ondas cerebrais para medir e compreender o funcionamento do cérebro. Normalmente não podemos vê-los, mas o cérebro humano tem bilhões de neurônios. Esses neurônios individuais se conectam a milhares de outros neurônios. E quando a atividade cerebral acontece, esses neurônios se acendem da mesma forma que milhares de membros do público acendem & # 8220a onda & # 8221 em uma arena.

Essa corrente elétrica sincronizada é forte o suficiente para que os cientistas sejam capazes de detectá-la usando eletroencefalografia ou EEG.

As ondas cerebrais são medidas em ciclos por segundo, conhecidos como Hertz ou Hz para abreviar. Quando o número de Hz é menor, isso significa que a atividade cerebral que ocorre é mais lenta.

Quando eles começaram a identificar diferentes tipos de ondas cerebrais nas décadas de 1930 e 1940, eles encontraram 4 tipos:

  • As ondas alfa (8-13 Hz) ocorrem quando estamos em um estado relaxado e calmo.
  • As ondas beta (13-38 Hz) ocorrem quando estamos pensando ativamente ou resolvendo problemas.
  • Ondas delta (abaixo de 4 Hz) ocorrem durante nosso ciclo de sono.
  • As ondas Teta (4-7 Hz) também ocorrem durante o ciclo do sono e estão associadas ao relaxamento profundo e à visualização.

Agora, os cientistas adicionaram ondas cerebrais mais comuns à lista, mas uma que é mais importante para a atualização pessoal é:

  • Ondas cerebrais gama (39-100 Hz) ocorrem durante a atividade mental elevada e consolidação de informações

Um estudo interessante mostrou que meditadores tibetanos avançados produzem níveis mais altos de ondas gama do que os não meditadores - mesmo depois de passarem a mesma quantidade de tempo meditando.

Então, isso significa que existem certos tipos de ondas cerebrais que são melhores? A resposta curta a essa pergunta é que cada onda cerebral tem uma função diferente. Durante o dia, você pode querer produzir certo tipo de ondas cerebrais com mais frequência ou durante horários e atividades diferentes. Isso requer um certo controle, flexibilidade e resiliência.

Você precisa de controle para que possa entrar em um determinado estado quando quiser. Por exemplo, se você está trabalhando na resolução de um problema matemático específico, você deve estar em um estado alfa e não delta (sono profundo).

Você precisa de flexibilidade para poder passar de um estado para outro com facilidade. Definitivamente, você deseja ser capaz de sair do alfa e entrar em um estado mais relaxado, como o beta, se estiver recebendo uma massagem.

E, finalmente, você precisa de resiliência. Você quer ser capaz de retornar a um estado em que estava originalmente tentando permanecer. Por exemplo, se você está praticando ioga restaurativa e de repente se vê resolvendo um problema financeiro, você vai querer ser capaz de volte à prática de relaxar o corpo.

Reunimos todas as informações básicas que você precisa saber em um infográfico (e um tratamento especial abaixo).

O que você acha sobre ondas cerebrais e meditação? Você ouve música binaural enquanto medita? Compartilhe sua experiência nos comentários abaixo.


Compreendendo as ondas cerebrais

O treinamento de neurofeedback é baseado no princípio do condicionamento operante, que envolve recompensar um indivíduo por inibir certas ondas cerebrais e aumentar outras, dependendo de seus níveis de estimulação cortical. Um estímulo de áudio ou visual é usado para reforço durante a maioria dos protocolos de treinamento de NF.

Certas frequências de ondas cerebrais são inibitórias, enquanto outras são excitatórias. Isso significa que a estimulação de certas bandas de ondas pode ser responsável por características associadas à superexcitação (por exemplo, inquietação, hiperatividade e sensações de agitação), enquanto outras levam a características de subexcitação (por exemplo, baixa concentração, espaçamento e devaneio )

Conforme mencionado, diferentes ondas cerebrais estão associadas a diferentes estados. As ondas cerebrais são medidas em ciclos de Hertz (Hz) por segundo e podem mudar em uma ampla gama de variáveis. Quando as ondas cerebrais mais lentas são dominantes, podemos nos sentir lentos, desatentos e dispersos, e podemos ficar deprimidos ou desenvolver insônia. Quando as frequências mais altas são abundantes, estamos envolvidos em pensamento crítico, hiper-alerta ou ansiedade, mas também pode resultar em pesadelos, hiper-vigilância e comportamento impulsivo.

As ondas delta (1-4 Hz) são ondas cerebrais lentas, que começam a aparecer no estágio 3 do ciclo do sono, e no estágio 4 dominam quase toda a atividade EEG. Nesse estágio, a cicatrização e a regeneração são estimuladas e consideradas essenciais para as propriedades restauradoras do sono. Um excesso de ondas delta quando uma pessoa está acordada pode resultar em dificuldades de aprendizagem e TDAH, e tornar extremamente difícil a concentração. Foi descoberto que indivíduos com vários tipos de lesões cerebrais produzem ondas delta nas horas de vigília, tornando extremamente difícil realizar tarefas conscientes. Andar dormindo e falar tendem a ocorrer enquanto a produção de delta é alta.

A pesquisa sugere que os circuitos corticais geram delta & lt1Hz, enquanto os ritmos delta de frequência mais alta são uma propriedade intrínseca das células talamacorticais e das interações da rede intracortical. É importante ressaltar que o delta também pode refletir a atividade geral dos neurotransmissores, especificamente dopamina e acetilcolina. Como o delta está ativo nas redes cerebrais que conectam o córtex e a ínsula com o hipotálamo e o tronco cerebral, o delta está intimamente envolvido com a interface fisiológica entre o cérebro e o corpo. Durante o sono de ondas delta, os neurônios são inibidos globalmente pelo ácido gama-aminobutírico (GABA).

As ondas Teta (4-8 Hz) estão particularmente envolvidas no sonho acordado e no sono. O teta cortical é observado com frequência em crianças pequenas, mas em crianças mais velhas e adultos, tende a aparecer durante os estados de meditação, sonolência ou sono (mas não durante os estágios mais profundos do sono). Quando estamos acordados, os níveis de teta em excesso podem resultar em uma sensação de dispersão ou de sonho diurno, e é comumente relatado no TDAH. Acredita-se que muito theta no hemisfério esquerdo resulte em falta de organização, enquanto muito theta no hemisfério direito resulta em impulsividade. A teta em pessoas com distúrbios de atenção costuma ser vista mais na parte frontal do cérebro.

Frontal Midline Theta: Senoidal e de alta amplitude (rajadas de 1 a 10 segundos), geralmente ocorre em resposta a eventos (isto é, um ERP). Este teta da linha média está associado à abertura do portão sensorial para o hipocampo para armazenamento intermediário de informações episódicas. A frequência da linha média frontal teta varia de 5-7,5 Hz, com uma média de 6 Hz. Este ritmo está associado à memória de trabalho, codificação episódica e recuperação. Também aparece durante a hipnose e meditação profunda. Acredita-se que teta da linha média frontal se origine do cingulado anterior. Aparece principalmente quando se está realizando uma tarefa que requer concentração focada e sua amplitude aumenta com a carga da tarefa. Está principalmente concentrado em torno de Fz. Quando ansioso e inquieto, o sinal é reduzido ou mesmo eliminado. Quando a ansiedade é medicada, o sinal é restaurado. Isso sugere que o córtex cingulado anterior está envolvido na regulação do estado emocional, desde a ansiedade inquieta até o relaxamento concentrado.

Hipocampo Teta: Foi encontrado no cíngulo posterior, córtex entorrinal, hipotálamo e amígdala. Freqüentemente mais tônico e difuso, e elicia e coordena a memória.

As ondas alfa (8-12 Hz) dominam durante os momentos de pensamento tranquilo e estados meditativos semelhantes. Alpha é considerado o & # 8220poder do agora & # 8221, estando aqui e no presente do momento. É o estado de repouso do cérebro, não muito diferente de um carro parado em um semáforo. As ondas alfa auxiliam na coordenação mental geral, calma e vigilância, integração mente / corpo e aprendizado. Alfa tende a ser mais alto no hemisfério direito, e muito pouco alfa no hemisfério direito se correlaciona com comportamentos negativos, como retraimento social. Isso também é visto em pessoas com depressão, especialmente com excesso de alfa frontalmente. Alfa está envolvida na inibição ativa e adequada das vias sensoriais irrelevantes.

Alfa está relacionada à alocação de recursos no córtex e é produzida como resultado de um processo de ressonância entre o tálamo e o córtex. Se considerarmos o tálamo a porta de entrada para o córtex, alfa pode ser pensado como o mecanismo pelo qual a porta sensorial para o córtex pode ser fechada.

Alfa parece estar intimamente envolvida com a ativação reticular e participa de mecanismos de ligação e alocação de recursos em relação à orientação e sequências de tarefas.

Alfa diminui durante o início do sono, enquanto se concentra nas tarefas, e também é uma consequência normal do envelhecimento. Quando alfa diminui e teta aumenta em frequência, geralmente é um indicador de alfa de alta amplitude patologicamente retardado, que está associado à doença de Parkinson e declínio cognitivo. Isso indica degradação da mielinização e morte celular no córtex e reflete a crescente ineficiência metabólica.

Depois de completar uma tarefa e receber feedback, o cérebro de alto funcionamento mostra níveis aumentados de alfa. Isso está associado à consolidação dos eventos da tarefa, chamada de sincronização pós-reforço (PRS). Isso representa uma explosão alfa no cérebro quando o cérebro está consolidando informações.

As ondas beta (12-38 Hz) representam nosso estado normal de consciência durante a vigília quando a atenção é direcionada para tarefas cognitivas e para o mundo exterior. Beta é & # 8216onda rápida& # 8216 atividade e dominados quando estamos alertas, atentos e engajados na resolução de problemas, tomada de decisões e atividade mental focada. Beta baixo (12-15 Hz) é considerado & # 8216rápido ocioso & # 8217, ou pensamento meditativo, Beta (15-22 Hz) é de alto envolvimento e ativamente descobrindo as coisas e, finalmente, Beta alto (22-38 Hz) é um pensamento altamente complexo, integrando novas experiências, alta ansiedade ou excitação. O processamento contínuo de alta frequência não é uma maneira eficiente de controlar nossos cérebros e pode resultar em tensão e dificuldades para relaxar e, se ocorrer à noite, pode resultar em dificuldades para acalmar a mente e adormecer. As ondas beta tendem a dominar no hemisfério esquerdo, e muito beta no direito pode ser correlacionado com mania.

Existem discrepâncias sobre como os três níveis de beta e gama dividem seu território no cérebro. Embora seja amplamente aceito que frequências beta mais altas estão mais correlacionadas com a excitação, alguns sugerem de forma convincente que são principalmente resultado de artefato muscular. Por exemplo, Helleter et al. descobriram que a ansiedade estava altamente correlacionada com o beta elevado do hemisfério direito, e um trabalho mais recente descobriu que a insônia está correlacionada com frequências mais altas de beta no lobo temporal, e as enxaquecas estão associadas com beta alto central.

Ondas cerebrais gama têm as frequências mais altas de qualquer onda cerebral, oscilando entre 30 (ish) a 100 Hz. Eles estão associados ao pico de concentração e a altos níveis de funcionamento cognitivo. Os baixos níveis de atividade gama têm sido associados a dificuldades de aprendizagem, processamento mental prejudicado e memória limitada, enquanto a atividade gama alta está correlacionada a um alto QI, compaixão, excelente memória e felicidade.

O gama tem atualmente um valor clínico limitado, pois argumenta-se que não pode ser medido com eficácia usando a tecnologia EEG atual, devido à contaminação muscular. Embora pesquisas promissoras tenham sugerido que o treinamento Gamma pode ser implementado com sucesso para aumentar a inteligência, ele não terá uso clínico adequado até que esse problema de tecnologia seja resolvido.

Gama e teta trabalham juntos para recrutar neurônios que estimulam a atividade da coluna celular local. Como tal, está associado ao processamento cortical relacionado às funções cognitivas e também potencialmente relacionado a estados meditativos, embora as pesquisas sobre essa relação sejam vagas.

O EEG é registrado na superfície da cabeça. Measurable surface potentials (microvolts) are produce by neurons in the brain in the top layer of the cortex. The cortex contains the outer information processes of the brain. The main EEG signals are produced by pyramidal cells as these are oriented in a manner than produced measurable voltage. The brains electrical sources are dipoles, which is a charged entity that had a positive and negative side (similar to a battery). The EEG is a epiphenomenon (side effect) of the brain’s activity, but is not a direct measure of information processing such as a recording of action potentials.

Common brain imaging techniques such as MRIs & CAT scans are built to measure brain structure. An EEG measures brain activity. A QEEG brain map enables us to see areas of the brain where there is too little or too much activity, and areas that are not coordinating their activity the ways in which they should. These maps are created by comparing the values to a normative database (ie. the scores are compared to people the same age). An EEG uses surface sensors to detect the brain’s electrical patterns (known as brainwaves). A qEEG (Quantitiave EEG) can identify not only brainwaves, their amplitude, location and whether these patterns are typical or dysregulated, but also Coherence (quality of communication between regions), and Phase (thinking speed). These are all crucial patterns involved in optimum mental functioning.

Absolute Power: How much brain power is available?

Absolute Power represents the electrical power in each band of EEG and it is compared to all other individuals in the database, which determines whether the results are typical or atypical. The voltage produced by the brain is measured at each of the sites. It aids in determining whether enough brainpower within a particular frequency range is present at each recording site. The colour coding represents the intensity of the difference between the client and the normative group. The scale ranges from negative to positive values (measured in Z-scores/values).

Relative Power: Who is in charge here?

Relative Power can be understood as the power in one frequency band compared to all other bands, or the distributed total amount of power at each site. It is compared to all other similar measurements of other individuals in the database to determine whether a particular frequency is overpowering other vital brain frequencies, or if the power is low.

Amplitude Asymmetry: The Brain’s Balancing Act

Amplitude Asymmetry shows whether the brain waves between various parts of the brain are balanced by telling us the difference in power between the left side and the right side of the brain. Excessive activity may indicate an over-firing of brain cells, while insufficient activity may suggest brain cells are not firing sufficiently to maintain proper brain function. Both will lead to inefficient brain function.

Coherence: How efficient is my brain’s ability to communicate with itself?

This tells us about the brain’s efficiency, or lack thereof, to connect/disconnect with different parts of the brain and shows how much one part of the brain is communicating with the other part. Different parts of the brain must share information in order for us to make sense of our complex world and execute decisions. Good coherence readings are said to show that a brain is flexible.

Areas of high coherence show over-communication and suggest that the brain has become overly dependent on those centres instead of efficiently processing and executing information. This often results in poor day to day performance. Areas of low coherence show under-communication. In both cases, plasticity and function suffer. The more extreme the coherence readings, the more disordered the brain. If coherence is extremely high (measured with Z scores), there is limited regional communication, division of labour, connectivity and regional cooperation. If coherence is extremely low, there is limited to no connection occurring between regions. It may be worthwhile to note that noise from volume conduction and thalamic input may confound the validity of the connectivity measure hence it needs to be interpreted with caution.

Phase Lag: Is the brain’s electrical energy moving at the optimal speed for adequate to superior performance?

This is the measurement for the energy from one part of the brain arriving at another area at just the right moment to perform a specific task. High phase means the signals arrive too early. Low phase means the signals arrive too late. In both cases, the brain is not operating at optimal efficiency. Phase is particularly meaningful in relationships to coherence measures.


Alternating Scenarios in the Brain Waves

The researchers trained rats to take alternating routes through a W-shaped maze while electrodes recorded from their place cells. The animals ran through the center arm of the maze, then turned either left or right. But as the rodents approached the point where they had to decide which way to turn, the scientists noticed something odd about the behavior of their place cells.

The rats had place cells that fired in the center arm of the maze just before (and as) they turned left, and others that fired just before (and as) they turned right. It seemed logical that as a rat approached the turning point, both sets of cells would sometimes fire together: In that region of the maze, the cells’ joint activity would reflect the animal’s current position. But that never happened.

Instead, the cells took turns firing. It was as if, before the animal committed to a route, its hippocampus processed both the “left” and “right” options for the locations it would face in the future by alternating between them — and always keeping them distinct.

“The brain was working hard to keep these things apart,” Frank said. “The question was why.”

Previous work by David Redish, a neuroscientist at the University of Minnesota, and the late Adam Johnson showed similar kinds of back-and-forth sweeps through potential futures in the place cells of animals navigating mazes. But those changes seemed to be associated with more deliberative actions, and the pair did not investigate whether the “left” or “right” representations appeared randomly or more systematically.

In contrast, the alternations that the UCSF team identified were precisely aligned with every other cycle of the theta rhythm. The hippocampus generated a representation of the left-turning choice during one cycle, then switched to the right-turning choice for the next one. The scenarios didn’t always alternate perfectly throughout the experiment — occasionally the same one would persist for a few cycles — but the structure in the signals was undeniable. The 125-millisecond sequences seemed to segregate the brain’s different hypotheses about the future into a continuous and consistent overall framework.

“What is astonishing here is the regularity. It’s quite incredible,” said György Buzsáki, a neuroscientist at the New York University School of Medicine who did not participate in the new research. “It’s a one-to-one relationship: One cycle is left, one cycle is right, then left, then right.” The advantage of this highly structured arrangement could be that each “what if” scenario gets tested in a balanced, ordered way, he said.

When Frank and his colleagues looked even more closely at neural activity during the theta rhythms, they found that the first part of each cycle corresponded to where the rat currently was, and the second part showed the left or right alternative. The whole pattern looked something like: current location, possibility of going left, current location, possibility of going right, and repeat.


What are Brainwaves?

At the root of all our thoughts, emotions and behaviours is the communication between neurons within our brains. Brainwaves are produced by synchronised electrical pulses from masses of neurons communicating with each other.

INFRA-LOW (<.5HZ)

Delta waves (.5 to 3 Hz)

Delta brainwaves are slow, loud brainwaves (low frequency and deeply penetrating, like a drum beat). They are generated in deepest meditation and dreamless sleep. Delta waves suspend external awareness and are the source of empathy. Healing and regeneration are stimulated in this state, and that is why deep restorative sleep is so essential to the healing process.

Theta waves (3 to 8 Hz)

Theta brainwaves occur most often in sleep but are also dominant in deep meditation. Theta is our gateway to learning, memory, and intuition. In theta, our senses are withdrawn from the external world and focused on signals originating from within. It is that twilight state which we normally only experience fleetingly as we wake or drift off to sleep. In theta we are in a dream vivid imagery, intuition and information beyond our normal conscious awareness. It’s where we hold our ‘stuff’, our fears, troubled history, and nightmares.

Alpha waves (8 to 12 Hz)

Alpha brainwaves are dominant during quietly flowing thoughts, and in some meditative states. Alpha is ‘the power of now’, being here, in the present. Alpha is the resting state for the brain. Alpha waves aid overall mental coordination, calmness, alertness, mind/body integration and learning.

Beta waves (12 to 38 Hz)

Beta brainwaves dominate our normal waking state of consciousness when attention is directed towards cognitive tasks and the outside world. Beta is a ‘fast’ activity, present when we are alert, attentive, engaged in problem solving, judgment, decision making, or focused mental activity.

Beta brainwaves are further divided into three bands Lo-Beta (Beta1, 12-15Hz) can be thought of as a 'fast idle', or musing. Beta (Beta2, 15-22Hz) is high engagement or actively figuring something out. Hi-Beta (Beta3, 22-38Hz) is highly complex thought, integrating new experiences, high anxiety, or excitement. Continual high frequency processing is not a very efficient way to run the brain, as it takes a tremendous amount of energy.

Gamma waves (38 to 42 Hz)

Gamma brainwaves are the fastest of brain waves (high frequency, like a flute), and relate to simultaneous processing of information from different brain areas. Gamma brainwaves pass information rapidly and quietly. The most subtle of the brainwave frequencies, the mind has to be quiet to access gamma.

Gamma was dismissed as 'spare brain noise' until researchers discovered it was highly active when in states of universal love, altruism, and the ‘higher virtues’. Gamma is also above the frequency of neuronal firing, so how it is generated remains a mystery. It is speculated that gamma rhythms modulate perception and consciousness, and that a greater presence of gamma relates to expanded consciousness and spiritual emergence.

What brainwaves mean to you

Our brainwave profile and our daily experience of the world are inseparable. When our brainwaves are out of balance, there will be corresponding problems in our emotional or neuro-physical health. Research has identified brainwave patterns associated with all sorts of emotional and neurological conditions. mais.

Over-arousal in certain brain areas is linked with anxiety disorders, sleep problems, nightmares, hyper-vigilance, impulsive behaviour, anger/aggression, agitated depression, chronic nerve pain and spasticity. Under-arousal in certain brain areas leads to some types of depression, attention deficit, chronic pain and insomnia. A combination of under-arousal and over-arousal is seen in cases of anxiety, depression and ADHD. mais.

Instabilities in brain rhythms correlate with tics, obsessive-compulsive disorder, aggressive behaviour, rage, bruxism, panic attacks, bipolar disorder, migraines, narcolepsy, epilepsy, sleep apnea, vertigo, tinnitus, anorexia/bulimia, PMT, diabetes, hypoglycaemia and explosive behaviour. mais.


The Four Stages of Sleep

At this point, we ought to know that the brain likes to do things in phases. This holds true even for sleep: our nights aren’t spent immersed in a continuous, unchanging state of unconsciousness. Instead, sleep typically proceeds through four stages:

Stage 1: Light Sleep

This is the point when our brain activity shifts to alpha waves. There’s no standard duration for the shift, which can take anywhere from 1 to 10 or more minutes. As the body is mostly in alpha state, our muscles aren’t completely relaxed yet, though there’s usually a significant decrease in autonomic indicators like our breathing, blood pressure, and body temperature.

Towards the end of this stage, the brain shifts out of the alpha state and enters theta state. Before totally dozing off, some people—especially those with irregular sleep patterns—might experience a falling or twitching sensation: a hypnagogic jerk.

Stage 2: Deepening Sleep

At this point, the brain mostly emanates theta waves, signaling that it’s disengaged from outside stimuli and active processing. Subsequently, our body enters a deeper state of relaxation: our muscles loosen and settle autonomic functions downshift further, so we get slower heartbeats and even lower core body temperature. You’re far less likely to wake compared to Stage 1.

This stage usually lasts around 20 minutes, and it accounts for almost half of the time we spend sleeping every night.

Stage 3: Delta Sleep

This is the point when our brain lapses into delta state, dominated by large, languid delta waves. We are deep into unconsciousness and, therefore, unresponsive to all but the most intense or persistent stimuli. This stage of sleep accounts for around a fifth of our total sleeping time, but it tends to occupy smaller sections of our overall sleep cycle as the night goes on. By the time we enter the early morning hours, we are likely no longer passing through the “delta sleep” portion of our sleep cycle.

Stage 4: REM Sleep

We know this as the “dreaming” phase of our sleeping period, and our brain activity actually explains why: at this point, our brain is emerging from delta state into theta state. Remember what we said above, about researchers describing theta state as fertile ground for generating ideas?

Theta waves aren’t the only ones present when we dream, though. In fact, REM sleep might be better described as a “mixed state.” The brain activity of a person in REM sleep can resemble that of someone who’s closer to wakefulness: theta waves intermingle with alpha waves and even some beta waves. The transition from delta waves to more active brain waves also explains why autonomic functions like breathing, heartbeat, body temperature, and even blood pressure tend to rise during this stage. Unsurprisingly, this is also the phase of sleep where we get unusual sleep activity like sleepwalking.

REM sleep is the last phase of a standard sleep cycle, and it tends to take up longer sections of time as the night goes on.

It takes us around 90-100 minutes to go through all four of these stages. This means we typically go through several cycles of these sleep stages in a single night. Our brain shifts gears every step of the way, and those fluctuations in brain activity explain a lot about what we experience as we go through each stage of sleep.


Assista o vídeo: O que são as ondas cerebrais? (Janeiro 2022).