脳波同調

脳波同調は、脳波同期や神経同調とも呼ばれ、脳波（脳内の大規模な電気振動）が点滅する光、 [ 1 ]音声、[ 2 ]音楽、[ 3 ]触覚刺激などの周期的な外部刺激のリズムに自然に同期するという観察を指します。

異なる意識状態は異なる優位な脳波周波数と関連付けられる可能性があるため、[ 4 ]脳波同調が望ましい状態を誘導する可能性があるという仮説が立てられています。例えば、研究者たちは、徐波睡眠中のデルタ波の音響同調が健康な被験者の記憶力を向上させる機能的効果を持つことを発見しました。[ 5 ]

神経振動

神経振動は、脳および中枢神経系における律動的または反復的な電気化学的活動である。[ 6 ]このような振動は、周波数、振幅、位相によって特徴付けられる。神経組織は、個々のニューロン内のメカニズムやニューロン間の相互作用によって駆動される振動活動を生成することができる。また、外部からの音響刺激や視覚刺激の周期的な振動に同期するように周波数を調整することもある。[ 7 ] [ 8 ]

ニューロンの活動は電流を発生させ、多数のニューロンからなる大脳皮質の神経集団の同期的な活動は、マクロな振動を生み出す。これらの現象は脳波（EEG）によって監視・記録することができる。これらの振動のEEG表現は、一般的に「脳波」と呼ばれる。[ 9 ] [ 10 ]

頭皮から採取した電気化学的な測定値から脳内の神経の電気活動を記録する技術は、1875 年のリチャード・ケイトンの実験に始まり、その研究成果は 1920 年代後半にハンス・ベルガーによって EEG へと発展しました。

神経振動と認知機能

神経振動の機能的役割はまだ完全には解明されていないが、[ 11 ]感情反応、運動制御、情報伝達、知覚、記憶などの多くの認知機能と相関していることが示されている。[ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]具体的には、神経振動、特にシータ活動は記憶機能と広く関連しており、シータ活動とガンマ活動の結合はエピソード記憶を含む記憶機能にとって不可欠であると考えられている。[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]

語源

引き込みは、1665年にオランダの物理学者クリスティアーン・ホイヘンスによって初めて特定された概念です。彼は振り子時計の実験中にこの現象を発見しました。彼は振り子時計をそれぞれ動かし、翌日に戻ってみると振り子の揺れがすべて同期していることを発見しました。[ 18 ]

このような引き込みは、二つのシステムが位相がずれているときに、小さなエネルギーが二つのシステム間で伝達され、負のフィードバックが生じることで発生します。二つのシステムがより安定した位相関係をとるにつれて、エネルギー量は徐々にゼロに減少し、周波数の高いシステムは減速し、一方が加速します。[ 19 ]

引き込みの概念は複雑系理論において発展しました。この理論は、異なるリズムまたは周波数を持つ2つ以上の独立した自律振動子が、十分長い時間相互作用できる距離にある場合、結合力に依存する程度まで相互に影響を与え合う仕組みを説明します。そして、両者は同じ周波数で振動するまで調整します。例としては、近接して設置された2台の電気衣類乾燥機の機械的引き込みまたは周期的同期、そしてホタルの同期発光に見られる生物学的引き込みが挙げられます。[ 20 ]

「エントレインメント（引き込み）」という用語は、多くの物理・生物系が相互作用を通じて周期性とリズムを同期させるという共通の傾向を説明するために用いられてきました。この傾向は、音と音楽全般、特に音響リズムの研究に特に関連することが確認されています。音響刺激に対する神経運動の引き込みの最もよく知られた例は、歌のリズムに合わせて足や指を自発的にタップする動作です。

脳波、あるいは神経振動は、周波数、振幅、周期性といった基本的構成要素を音波や光波と共有している。そのため、ホイヘンスの発見は、皮質神経集団の同期した電気活動が外部からの音波や光刺激に応じて変化するだけでなく、特定の刺激の周波数に同調あるいは同期する可能性があるかどうかという研究を促した。[ 21 ] [ 22 ] [ 23 ] [ 24 ]

脳波同調とは「神経同調」の口語表現であり[ 25 ] 、皮質ニューロン集団の同期電気活動によって生成される振動の総周波数が、ピッチとして知覚される持続的な音響周波数、リズムとして知覚される断続的な音の規則的な繰り返しパターン、または規則的にリズミカルに断続する点滅光などの外部刺激の周期的な振動と同期するように調整できることを表す用語です。

参照

参考文献

  1. ^ Notbohm, Annika; Kurths, Jürgen; Herrmann, Christoph S. (2016). 「リズミカルな光刺激による脳波の修正は、同調の証拠となるが、事象関連反応の重ね合わせの証拠にはならない」 . Frontiers in Human Neuroscience . 10 : 10. doi : 10.3389/fnhum.2016.00010 . ISSN  1662-5161 . PMC  4737907. PMID  26869898 .
  2. ^ Ding, Nai; Simon, Jonathan Z. (2014). 「連続発話に対する皮質同調：機能的役割と解釈」 . Frontiers in Human Neuroscience . 8 : 311. doi : 10.3389/fnhum.2014.00311 . ISSN 1662-5161 . PMC 4036061. PMID 24904354 .   
  3. ^ Thaut, Michael H. (2015-01-01), Altenmüller, Eckart; Finger, Stanley; Boller, François (eds.), 「第13章 人間の聴覚運動同調の発見と神経音楽療法の発展におけるその役割」 , Progress in Brain Research , Music, Neurology, and Neuroscience: Evolution, the Musical Brain, Medical Conditions, and Therapies, 217 , Elsevier: 253– 266, doi : 10.1016/bs.pbr.2014.11.030 , ISBN 9780444635518, PMID  25725919 , 2021年12月1日取得{{citation}}: CS1 maint: ISBNによる作業パラメータ（リンク）
  4. ^カンター, デイビッド・S.; エヴァンス, ジェームズ・R. (2013-10-18).臨床神経療法：治療技術の応用. アカデミック・プレス. ISBN 9780123972910。
  5. ^ Diep, Charmaine; Ftouni, Suzanne; Manousakis, Jessica E; Nicholas, Christian L; Drummond, Sean PA; Anderson, Clare (2019-11-06). 「革新的な自動装置による音響的徐波睡眠促進は、中年男性の実行機能を向上させる」 . Sleep . 43 (1). doi : 10.1093/sleep/zsz197 . ISSN 0161-8105 . PMID 31691831 .  
  6. ^ Buzsáki, György. 「神経振動｜定義、種類、同期」ブリタニカ百科事典. 2021年1月7日閲覧。
  7. ^ Niedermeyer E.とda Silva FL、「脳波記録：基本原理、臨床応用、および関連分野」Lippincott Williams & Wilkins、2004年。
  8. ^ 「キャピタル・ディストリクト・ニューロフィードバック」。2022年7月30日（土）
  9. ^ da Silva FL (1991). 「脳波を支える神経メカニズム：神経膜からネットワークへ」. Electroencephalography and Clinical Neurophysiology . 79 (2): 81– 93. doi : 10.1016/0013-4694(91)90044-5 . PMID 1713832 . 
  10. ^ Cooper R, Winter A, Crow H, Walter WG (1965). 「ヒトにおける慢性留置電極を用いた皮質下、皮質、頭皮活動の比較」. Electroencephalography and Clinical Neurophysiology . 18 (3): 217– 230. doi : 10.1016/0013-4694(65)90088-x . PMID 14255050 . 
  11. ^ Llinas, RR (2014). 「哺乳類ニューロンの固有の電気的特性と中枢神経系機能：歴史的視点」 . Front Cell Neurosci . 8 : 320. doi : 10.3389/fncel.2014.00320 . PMC 4219458. PMID 25408634 .  
  12. ^ Fries P (2005). 「認知ダイナミクスのメカニズム：ニューロンのコヒーレンスを通じたニューロン間コミュニケーション」. Trends in Cognitive Sciences . 9 ( 10): 474– 480. doi : 10.1016/j.tics.2005.08.011 . PMID 16150631. S2CID 6275292 .  
  13. ^ Fell J, Axmacher N (2011). 「記憶プロセスにおける位相同期の役割」. Nature Reviews Neuroscience . 12 (2): 105– 118. doi : 10.1038/nrn2979 . PMID 21248789. S2CID 7422401 .  
  14. ^ Schnitzler A, Gross J (2005). 「脳における正常および病的な振動性コミュニケーション」Nature Reviews Neuroscience 6 ( 4): 285– 296. doi : 10.1038/nrn1650 . PMID 15803160. S2CID 2749709 .  
  15. ^ Buszaki G (2006).脳のリズム. オックスフォード大学出版局.
  16. ^ Nyhus, E; Curran T (2010年6月). 「エピソード記憶におけるガンマ波とシータ波の機能的役割」 . Neuroscience and Biobehavioral Reviews . 34 (7): 1023– 1035. doi : 10.1016/j.neubiorev.2009.12.014 . PMC 2856712. PMID 20060015 .  
  17. ^ Rutishauser U, Ross IB, Mamelak AN, Schuman EM (2010). 「人間の記憶力は単一ニューロンのシータ周波数位相同期によって予測される」（PDF） . Nature . 464 (7290): 903– 907. Bibcode : 2010Natur.464..903R . doi : 10.1038/nature08860 . PMID 20336071. S2CID 4417989 .  
  18. ^ Pantaleone J (2002). 「メトロノームの同期」. American Journal of Physics . 70 (10): 992–1000 . Bibcode : 2002AmJPh..70..992P . doi : 10.1119/1.1501118 .
  19. ^ Bennett, M., Schatz, MF, Rockwood, H., Wiesenfeld, K., ホイヘンスの時計. Proceedings: Mathematics, Physical and Engineering Sciences, 2002, pp563-579.
  20. ^ Néda Z, Ravasz E, Brechet Y, Vicsek T, Barabsi AL (2000). 「自己組織化プロセス：多数の手拍子の音」. Nature . 403 (6772): 849– 850. arXiv : cond-mat/0003001 . Bibcode : 2000Natur.403..849N . doi : 10.1038 /35002660 . PMID 10706271. S2CID 4354385 .  
  21. ^ Will, U.、およびBerg, E.、「周期的刺激に対する脳波の同期と同調」 Neuroscience Letters、Vol.424、2007年、55～60ページ。
  22. ^ Cade, GM、Coxhead, F.著『覚醒した心、バイオフィードバック、そして高次の意識状態の発達』ニューヨーク：デラコート・プレス、1979年。
  23. ^ Neher, A.、「健常者における頭皮電極を用いた聴覚駆動の観察」 Electroencephalography and Clinical Neurophysiology、第13巻、1961年、449～451頁。
  24. ^ Zakharova、NN、および Avdeev、VM、「音楽知覚中の中枢神経系の機能変化。Zhurnal vysshei nervnoi deiatelnosti imeni IP Pavlova Vol. 32、No. 5、1981、pp 915-924。
  25. ^ Obleser , J., Kayser, C., 「聴覚脳における神経同調と注意選択」、 Trends in Cognitive Sciences、第23巻、第11号、913-926ページ

さらに読む

  • Will U, Berg E (2007年8月31日). 「周期的な音響刺激に対する脳波の同期と同調」. Neuroscience Letters . 424 (1): 55– 60. doi : 10.1016/j.neulet.2007.07.036 . PMID  17709189. S2CID  18461549 .
  • 喜多條和也花川哲也;イルモニエミ、RJ; Miniussi、C. (2015)。人間の脳のダイナミクスに対する操作的アプローチ。フロンティア研究トピックス。フロンティアズメディアSA。 p. 165.ISBN​ 978-2-88919-479-7。
  • Thaut, MH.『リズム、音楽、そして脳：科学的基礎と臨床応用（新しい音楽研究に関する研究）』ニューヨーク州ニューヨーク市：Routledge、2005年。
  • Berger, J.、Turow, G.（編）『音楽、科学、そしてリズミカルな脳：文化的および臨床的示唆』ニューヨーク、ニューヨーク州：Routledge、2011年。
「 https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Brainwave_entrainment&oldid=1291887786」より取得