Was ist die genaue Frequenz der Delta-Gehirnwellen während des Slow-Wave-NREM-Schlafs?

Ich habe einen TED-Vortrag über Forscher gesehen, die pulsierendes rosa Rauschen spielten, während sich eine Testperson im Nicht-REM-/Slow-Wave-/Tiefschlafstadium 3 befand, und eine Zunahme der Delta-Wellen-EEG-Aktivität beobachteten. Dies scheint darauf hinzudeuten, dass die Burst-Frequenz des rosa Rauschens mit der dominanten Frequenz der Delta-Wellen übereinstimmt. (Springen Sie zu 5:00, um eine Klangprobe zu hören)

Meine Frage: Während eine Spektralanalyse einen Bereich von Gehirnwellenfrequenzen zeigt und viele Quellen einen Bereich wie "0,5-4 Hz" definieren, möchte ich eine genauere dominante Frequenz von Deltawellen finden.

Das Video hat mich dazu inspiriert, mein eigenes kleines Computerprogramm zu schreiben, damit mein Laptop letzte Nacht ein ähnliches pulsierendes rosa Rauschmuster auf dem Tisch neben meinem Bett abspielt. Als Pulsfrequenz habe ich willkürlich 1 Hz und folgendes Muster gewählt:

30 min silent (to give me time to wind down and fall asleep)
  60 min sound
33 min silent
  54 min sound
40 min silent
  45 min sound
49 min silent
  37 min sound
57 min silent
  30 min sound
30 min silent

Also ungefähr 5x 90-Minuten-Schlafzyklen mit einem zunehmenden Verhältnis von Stille zu Lärm, um das Verhältnis von REM zu NREM im Laufe der Nacht nachzuahmen. Ich habe gelesen, dass REM durch unsynchronisierte Gehirnwellen gekennzeichnet ist und NREM ist, wo Sie synchronisierte Delta-Wellen mit großer Amplitude sehen, die das Klangexperiment zu stimulieren versucht. Heute Abend werde ich mein FitBit-Armband mit Herzfrequenz- und Schlafstadien-Tracking tragen, um zu sehen, ob die Messwerte mit dem gesunden Zeitplan übereinstimmen.

Bonusfragen:

  • Wie glaubwürdig ist die Hypothese, dass das Abspielen von Geräuschen die Schlafqualität beeinflussen kann?
  • Würde ein anderer Sound als pulsierendes rosa Rauschen besser funktionieren?
  • Spielt die Phase eine Rolle?
  • Außerdem konnte ich nicht umhin zu bemerken, dass der tiefe NREM-Schlaf die einzige Zeit zu sein scheint, in der Sie eine einzelne Frequenz mit großer Amplitude im EEG dominieren sehen, und sie liegt verdächtig nahe an der durchschnittlichen Ruheherzfrequenz von 60 Schlägen pro Minute ... sind Deltawellen und Herz Rate bezogen?

Bildquelle: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK10996/ Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Versuchen Sie nicht, Ihren Schlaf zu stören. In allen Schlafphasen passieren wichtige Dinge.

Antworten (1)

Periklis Y. Ktonas und Atul P. Gosalia führten eine solche Analyse durch. Es wurde 1981 unter der Überschrift "Spektralanalyse vs. Periodenamplitudenanalyse der Schmalband-EEG-Aktivität: Ein Vergleich basierend auf dem Schlaf-Delta-Frequenzband" veröffentlicht.

Die Bins waren ziemlich breit, aber ihre Analyse zeigte, dass sich das Spitzenleistungsspektrum zu verschiedenen Zeiten zwischen 0,84 und 1,96 Hz bewegte.

Ich denke, das Papier würde Ihnen gute Dienste leisten, da es die Schwierigkeit hervorhebt, das zu erreichen, was Sie sich vorgenommen haben. Die Frequenz ist nicht konstant, selbst über kurze Zeitskalen. Es hängt zum größten Teil von einem Gleichgewicht zwischen der intrinsischen, basalen Polarität der thalamokortikalen Neuronen und der Wirkung des synchronisierenden, hemmenden Inputs vom retikulären Kern ab. Letztere unterliegt wiederum kortikalem Feedback. Es gibt eine große Anzahl von Neuronen, die daran beteiligt sind. Der Zeitraum zwischen den Ausbrüchen und die Anzahl der Aktionspotentiale pro Ausbruch ist ziemlich variabel.

Vielleicht lässt sich anhand der EEG-Messung ein Gerät aufbauen, das die Runde in Echtzeit verändert.

In Bezug auf Ihre "Bonus" -Fragen:

(1) Das gepostete Video zeigt eine Wirkung auf den Thalamusrhythmus, was überraschend ist, da angenommen wurde, dass Schall im Tiefschlaf keine Wirkung auf den thalamokortikalen Kreislauf hat, da er am Thalamus angesteuert wird. Dies zeigt die Plausibilität der Hypothese. Das Video liefert jedoch keinen Beweis dafür, dass diese Rhythmusänderung förderlich ist. Es ist möglich, dass dies nicht der Fall ist, und diese Möglichkeit sollte ausgeschlossen werden.

(2) Der Klang hat eindeutig eine Auswirkung auf den Rhythmus, daher erscheint es völlig plausibel, dass es einen optimalen Klang gibt, um die Wirkung zu maximieren.

(3) Es wird schwierig sein, die Phase angesichts der kontinuierlichen, schnellen Periodenverschiebungen zu organisieren, wenn dies nicht in Kombination mit EEG in Echtzeit geschieht.

(4) Mir ist keine Forschung bekannt, die versucht, thalamische Rhythmen mit dem Herzschlag zu korrelieren, obwohl dies ziemlich einfach wäre. Es ist jedoch höchst unwahrscheinlich, dass eine Korrelation besteht, da die thalamokortikale Periode von Moment zu Moment viele Variationen aufweist, während der Herzrhythmus dies nicht tut. Auch der thalamokortikale Rhythmus ist generell etwas schneller.

Vielen Dank für die hervorragende Antwort (auch wenn ich ein wenig enttäuscht bin, sie zu hören). Was halten Sie von dem Teil des TED-Vortrags, in dem der Moderator EEG-Messwerte zeigte, die tatsächlich auf Geräusche reagierten?
OK, ich muss zugeben, dass ich diesen Effekt noch nie gesehen habe. Es gibt eine klare Reaktion auf den Ton in der Welle. Meine Aussage, dass Geräusche "keine Wirkung auf den Thalamus haben", ist falsch, daher werde ich sie bearbeiten. Aber ich denke, wonach Sie suchen sollten, sind Beweise dafür, dass diese künstliche Änderung des Rhythmus von Vorteil ist. Sie könnten den gegenteiligen Effekt zu dem beabsichtigten haben. Es wäre interessant, die gezeigte Wirkung auf den Rhythmus mit der Wirkung des Geräusches von Wind zu vergleichen, der durch Bäume weht, oder von Wasser, das einen Bach hinunter plätschert, also wenn Sie so weit kommen, teilen Sie Ihre Ergebnisse mit ;-)
* Nun, streng genommen solltest du natürlich nach Beweisen suchen, dass es nicht vorteilhaft ist ;-)
Heh ja, Kausalität und gesundheitliche Vorteile sind notorisch schwer zu beweisen - außerdem habe ich kein EEG. Bisher habe ich die Pink-Noise-Pulse auf 0,8 Hz abgesenkt und einige Nächte ausprobiert. Es ist zwar unmöglich zu sagen, ob ich mich am nächsten Morgen aufgrund von Placebo anders gefühlt habe, aber ich glaube, ich hatte/erinnerte mich an mehr Träume, was überraschend ist, da SWS angeblich traumlos ist. Die andere Sache ist, dass das Geräusch in Nächten, in denen ich Schwierigkeiten beim Einschlafen habe, ablenkend sein kann, wie körperloses Atmen. In normalen Nächten wache ich auf und bemerke, dass es spielt, schlafe aber ohne Probleme wieder ein.
Ich dachte, Sie könnten daran interessiert sein, ein Nature-News-Feature von letzter Woche: nature.com/articles/d41586-018-02391-6
Was ist die genaue Frequenz der Delta-Gehirnwellen während des Slow-Wave-NREM-Schlafs?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v