什麼是大腦狀態和腦電波?我們能控制它們嗎?

Mondo 科學 更新 2024-01-31

不乏聲稱可以將大腦轉變為“坐姿”狀態的應用程式和技術,據說這有助於放鬆、集中注意力和睡眠。

但是,改變乙個人的“精神狀態”究竟意味著什麼呢?這可能嗎?目前,證據仍然模糊不清。 但隨著我們研究方法的改進,我們對大腦的理解呈指數級增長。

大腦測量技術正在不斷發展。

目前,沒有單一的方法可以成像或測量大腦活動。 我們在大腦中“看到”的東西取決於我們使用哪種工具來“看到”。 有無數種方法可以做到這一點,但每種方法都有優點和缺點。

由於磁共振成像(MRI)的出現,我們在20世紀80年代學到了很多關於大腦活動的知識。

最終,我們發明了“功能性MRI”,通過測量大腦在任務期間對含氧血液的使用情況,使我們能夠將大腦活動與某些功能或行為實時聯絡起來。

我們還可以使用腦電圖來測量電活動。 這可以準確地測量腦電波何時發生,但在識別腦電波發生的大腦哪些特定區域方面不是很準確。

或者,我們可以測量大腦對磁刺激的反應。 這在面積和時間方面非常準確,但前提是它靠近表面。

什麼是大腦狀態?

我們所有的簡單和複雜的行為,以及我們的認知(思想),都有大腦活動或“神經活動”的基礎。 神經元 - 大腦中的神經細胞 - 通過一系列稱為“神經遞質”的電脈衝和化學訊號進行交流。

因此,通過測量電活動、神經遞質水平或血流來對大腦活動的位置、數量和時間進行大量測量。

我們可以從三個層面來考慮這項活動。 第一種是在單細胞水平上,單個神經元進行交流。 然而,很難在這個級別(基於實驗室)進行測量,並且可用的影象有限。

因此,我們更多地依賴於在網路層面進行的測量,其中一系列神經元或網路被啟用。 或者,我們測量整個大腦的活動模式,其中可以包含一種或多種所謂的“大腦狀態”。

根據最近的定義,大腦狀態是“通過生理或認知過程在大腦中分布的重複活動模式”。 這些狀態在功能上是相關的,這意味著它們與行為有關。

大腦狀態涉及不同大腦區域的同步,這在動物模型中最容易觀察到,通常是齧齒動物。 直到現在,我們才開始在人體研究中看到一些證據。

各種狀態

齧齒動物和人類最常研究的大腦狀態是“清醒”和“休息”狀態。 你可以把它們看作是不同程度的警覺性。

研究表明,環境因素和活動會影響我們大腦的狀態。 具有高認知需求的活動或環境通過增加連通性來驅動“注意力”大腦狀態(所謂的任務誘導的大腦狀態)。 任務誘發的大腦狀態的例子包括複雜的行為,如獎勵預期、情緒、飢餓等。

相比之下,像“走神”這樣的大腦狀態似乎與環境和任務脫節。 顧名思義,陷入白日夢與現實世界無關。

我們目前無法理清在任何給定時間和地點存在於大腦中的多種“狀態”。

腦電波的大腦狀態

大腦狀態工作可以用 alpha、delta 等術語表示。 然而,這實際上是指通過腦電圖測量大腦活動產生的腦電波。

腦電圖捕捉大腦中電活動的變化,可以分為不同的頻率(基於波長)。 一般來說,這些頻率之間存在特定的聯絡:

1.Gamma 與需要更多注意力的狀態或任務相關聯。

2.β 與更高的焦慮和更活躍的狀態有關,注意力通常向外。

3.阿爾法與非常放鬆和被動的專注有關。

4.Sita 與深度放鬆和內在專注有關。

5.Delta 與深度睡眠有關。

腦電波模式被廣泛用於監測睡眠階段。 當我們入睡時,我們會從嗜睡、注意力不集中的狀態(阿爾法)進入放鬆狀態,不再警覺(Theta),進入深度睡眠狀態(Delta)。

我們能控制大腦的狀態嗎?

許多人心中的問題是:我們能否明智而有意識地影響我們的大腦狀態?

目前,建議我們可以做到這一點可能過於簡單,因為影響大腦狀態的實際機制仍然難以確定。 儘管如此,研究人員仍在研究從吸毒到環境線索,再到練習正念、冥想和感官操縱的方方面面。

有爭議的是,腦電波模式被用於所謂的“神經反饋”(其中**人們根據他們的腦電波活動(如視覺或聽覺)獲得反饋,然後被要求嘗試維持或改變它。 為了保持理想的狀態,可能會鼓勵他們控制自己的思想、放鬆或以某種方式呼吸。

這項工作的應用主要圍繞心理健康,包括經歷過創傷或難以自我調節的人——這可能表現為注意力低下或情緒動盪。

然而,儘管這些技術具有直觀的吸引力,但它們並不能解決在任何給定時間存在多個大腦狀態的問題。 總體而言,臨床研究在很大程度上尚無定論,神經反饋**的支持者仍然對缺乏正統支援感到沮喪。

其他形式的神經反饋由 MRI 生成的資料提供。 參與心理任務的參與者根據他們的神經活動接收訊號,他們用這些訊號來嘗試“上調”(啟用)與積極情緒相關的大腦區域。 例如,這可能有助於抑鬱症患者。

據稱可以改變大腦狀態的另一種潛在方法涉及不同的感覺輸入。 雙耳節拍可能是最流行的例子,其中每只耳朵**都有兩種不同波長的聲音。 但這種技術的證據同樣好壞參半。

神經反饋等通常成本高昂,其成功可能在很大程度上取決於人際關係而不是實際情況。

從好的方面來看,沒有證據表明這些**是有害的——除了**的可能延遲已被證明是有益的。

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