Delta wave - Delta wave

For det medisinske syndromet, se Wolff - Parkinson - White syndrom . For fjernsynsprogrammet, se Delta Wave .

Delta bølger, en EEG (elektroencefalograf) ett sekund prøve

Deltabølger er nevrale svingninger med høy amplitude med en frekvens mellom 0,5 og 4 hertz . Deltabølger, som andre hjernebølger, kan registreres med elektroencefalografi (EEG) og er vanligvis assosiert med det dype trinn 3 i NREM- søvn, også kjent som slow-wave sleep (SWS), og hjelper til med å karakterisere dybden på søvnen.

Dette er et skjermbilde av en pasient under Slow Wave Sleep (trinn 3). EEG med høy amplitude er markert med rødt. Dette skjermbildet representerer en epoke på 30 sekunder (30 sekunder med data).

Bakgrunn og historie

"Delta bølger" ble først beskrevet i 1930 av W. Gray Walter , som forbedres Hans Berger 's electroencephalograph maskin (EEG) for å påvise alfa og delta bølger. Deltabølger kan kvantifiseres ved hjelp av kvantitativ elektroencefalografi .

Klassifisering og funksjoner

Delta -bølger, som alle hjernebølger, kan detekteres ved elektroencefalografi (EEG). Delta -bølger ble opprinnelig definert som å ha en frekvens mellom 1 og 4 Hz , selv om nyere klassifiseringer setter grensene mellom 0,5 og 2 Hz. De er de klassisk beskrevne hjernebølgene med den tregeste og høyeste amplituden, selv om nyere studier har beskrevet langsommere (<0,1 Hz) svingninger Delta-bølger begynner å dukke opp i trinn 3-søvn, men i trinn 4 domineres nesten all spektral aktivitet av delta-bølger. Trinn 3 søvn er definert som å ha mindre enn 50% delta bølge aktivitet, mens trinn 4 søvn har mer enn 50% delta bølge aktivitet. Disse stadiene er nylig blitt kombinert og blir nå samlet referert til som trinn N3 langsombølgesøvn. Under N3 SWS står deltabølger for 20% eller mer av EEG -posten i dette stadiet. Deltabølger forekommer hos alle pattedyr, og potensielt alle dyr også.

Deltabølger er ofte forbundet med et annet EEG-fenomen, K-komplekset . K-komplekser har vist seg å umiddelbart gå foran delta-bølger i langsom bølgesøvn.

Delta -bølger har også blitt klassifisert i henhold til lokaliteten til aktiviteten i intermittent deltaaktivitet (FIRDA), temporal (TIRDA) og occipital (OIRDA).

Nevrofysiologi

Kjønnsforskjeller

Hunnene har vist seg å ha mer delta -bølgeaktivitet, og dette er sant for de fleste pattedyrarter. Denne uoverensstemmelsen blir ikke tydelig før tidlig i voksen alder (på 30- eller 40-tallet hos mennesker), med hanner som viser større aldersrelaterte reduksjoner i delta-bølgeaktivitet enn kvinner.

Hjernelokalisering og biokjemi

Deltabølger kan oppstå enten i thalamus eller i cortex. Når de er forbundet med thalamus, antas de å oppstå i koordinering med retikulær formasjon . I cortex har de suprachiasmatiske kjernene vist seg å regulere delta -bølger, ettersom lesjoner i dette området har vist seg å forårsake forstyrrelser i delta -bølgeaktivitet. I tillegg viser delta -bølger en lateralisering, med dominans på høyre halvkule under søvn. Deltabølger har vist seg å være formidlet delvis av kalsiumkanaler av T-type . Under delta -bølgesøvn inhiberes nevroner globalt av gamma-aminosmørsyre (GABA).

Delta -aktivitet stimulerer frigjøringen av flere hormoner, inkludert veksthormonfrigivende hormon GHRH og prolaktin (PRL). GHRH frigjøres fra hypothalamus , som igjen stimulerer frigjøring av veksthormon (GH) fra hypofysen . Sekresjonen av (PRL), som er nært knyttet til (GH), er også regulert av hypofysen. Utgivelsen av skjoldbruskstimulerende hormon (TSH) reduseres som respons på delta-bølgesignalering.

Utvikling

Spedbarn har vist seg å bruke mye tid på langsom bølgesøvn , og dermed ha mer deltabølgeaktivitet. Faktisk er delta-bølger de dominerende bølgeformene til spedbarn. Analyse av det våkne EEG for et nyfødt spedbarn indikerer at delta-bølgeaktivitet er dominerende i den alderen, og fremstår fortsatt i en våken EEG for femåringer. Delta-bølgeaktivitet under saktebølgesøvn avtar i ungdomsårene, med et fall på rundt 25% rapportert mellom 11 og 14 år. Deltabølger har vist seg å synke over hele levetiden, med det meste av nedgangen som ble sett i midten av førtiårene. I en alder av 75 år kan trinn fire søvn og delta bølger være helt fraværende. I tillegg til en nedgang i forekomsten av delta-bølger under slow-wave-søvn hos eldre, er forekomsten av temporal delta-bølgeaktivitet ofte sett hos eldre voksne, og forekomsten øker også med alderen.

Forstyrrelser og lidelser

Regional deltabølge aktivitet ikke er forbundet med NREM søvn ble først beskrevet av W. Gray Walter , som studerte hjernehalvdel tumorer. Forstyrrelser i delta -bølgeaktivitet og langsom bølgesøvn er sett i en lang rekke lidelser. I noen tilfeller kan det være økninger eller reduksjoner i delta -bølgeaktivitet, mens andre kan manifestere seg som forstyrrelser i delta -bølgeaktivitet, for eksempel alfabølger som presenteres i EEG -spekteret. Delta -bølgeforstyrrelser kan oppstå som følge av fysiologisk skade, endringer i næringsstoffmetabolismen, kjemisk endring eller kan også være idiopatisk. Forstyrrelser i deltaaktivitet ses hos voksne under rus eller delirium og hos de diagnostiserte med forskjellige nevrologiske lidelser som demens eller schizofreni .

Temporal lavspenning uregelmessig delta bølge

Temporal lavspennings uregelmessig delta-bølgeaktivitet har ofte blitt påvist hos pasienter med iskemiske hjernesykdommer, spesielt i forbindelse med små iskemiske lesjoner og er sett på som tegn på cerebrovaskulær skade på et tidlig stadium .

Parasomnias

Parasomnias , en kategori av søvnforstyrrelser , er ofte forbundet med forstyrrelser i langsom bølgesøvn. Søvnvandring og søvnprat forekommer oftest i perioder med høy delta -bølgeaktivitet. Søvnvandrere har også vist seg å ha mer hypersynkron delta-aktivitet (HSD) sammenlignet med total tid brukt i trinn 2, 3 og 4 søvn i forhold til sunne kontroller. HSD refererer til tilstedeværelsen av kontinuerlige, høyspent (> 150 µV) delta-bølger sett i søvn-EEG. Parasomnias som forekommer dypt i NREM -søvn, inkluderer også søvnskrekk og forvirring.

Søvnmangel

Total søvnmangel har vist seg å øke delta -bølgeaktiviteten under søvngjenoppretting, og har også vist seg å øke hypersynkron deltaaktivitet.

Parkinsons sykdom

Søvnforstyrrelser, så vel som demens , er vanlige trekk ved Parkinsons sykdom , og pasienter med denne sykdommen viser forstyrret hjernebølgeaktivitet. Legemidlet Rotigotine , utviklet for behandling av Parkinsons sykdom, har vist seg å øke deltakraft og langsom bølgesøvn .

Schizofreni

Personer som lider av schizofreni har vist forstyrrede EEG -mønstre, og det er en nær tilknytning til reduserte delta -bølger under dyp søvn og negative symptomer forbundet med schizofreni. Under langsom bølgesøvn (trinn 3 og 4) har schizofrene vist seg å ha redusert delta -bølgeaktivitet, selv om delta -bølger også har vist seg å øke i løpet av våkne timer ved mer alvorlige former for schizofreni. En nylig studie har vist at høyre frontal og sentral delta-bølgedominans, sett hos friske individer, er fraværende hos pasienter med schizofreni. I tillegg er den negative korrelasjonen mellom deltabølgeaktivitet og alder heller ikke observert hos de med schizofreni.

Diabetes og insulinresistens

Forstyrrelser i langsom bølge (delta) søvn har vist seg å øke risikoen for utvikling av type II diabetes, potensielt på grunn av forstyrrelser i veksthormonet som utskilles av hypofysen. I tillegg kan hypoglykemi som oppstår under søvn også forstyrre delta-bølge aktivitet. Lavspennings uregelmessige delta-bølger har også blitt funnet i den venstre tinninglappen hos diabetespasienter, med en hastighet på 56% (mot 14% hos friske kontrollpersoner).

Fibromyalgi

Pasienter som lider av fibromyalgi rapporterer ofte om forfriskende søvn. En studie utført i 1975 av Moldovsky et al. viste at delta -bølgeaktiviteten til disse pasientene i trinn 3 og 4 søvn ofte ble avbrutt av alfabølger . De viste senere at å frata kroppen deltabølgesøvnaktivitet også induserte muskuloskeletale smerter og tretthet .

Alkoholisme

Alkoholisme har vist seg å gi søvn med mindre treg bølgesøvn og mindre deltakraft, samtidig som forekomst av trinn 1 og REM hos både menn og kvinner. Ved langvarig alkoholmisbruk har alkoholens påvirkning på søvnarkitektur og reduksjon i deltaaktivitet vist seg å vedvare selv etter lange perioder med avholdenhet.

Temporal lappepilepsi

Sakte bølger, inkludert deltabølger, er forbundet med anfallslignende aktivitet i hjernen. W. Gray Walter var den første personen som brukte deltabølger fra et EEG for å lokalisere hjernesvulster og lesjoner som forårsaket epilepsi i tinninglappen . Neurofeedback har blitt foreslått som en behandling for epilepsi i tinningloben, og virker teoretisk for å redusere upassende deltabølgeinntrengning, selv om det har vært begrenset klinisk forskning på dette området.

Andre lidelser

Andre lidelser som ofte er assosiert med forstyrret delta-bølge-aktivitet inkluderer:

Bevissthet og drømmer

I utgangspunktet ble det antatt at drømming bare skulle oppstå i søvn med rask øyebevegelse, selv om det nå er kjent at drømming også kan oppstå under langsom bølgesøvn. Deltabølger og deltabølgeaktivitet er i de fleste mennesker preget av en tilsynelatende ubevisst tilstand, og tap av fysisk bevissthet så vel som "iterasjon av informasjon".

Delta -bølgeaktivitet har også blitt påstått å hjelpe til med dannelsen av deklarativ og eksplisitt minnedannelse.

Kulturell og religiøs rolle

I Advaita Vedanta sameksisterer dyp drømmeløs søvn med våkenhet og drømming i turiya , betraktet som bakgrunnen for den høyere bevissthetstilstanden. Hvis man kan holde seg bevisst eller bevisst mens man er i den dypeste drømmeløse søvnen, sies det at en dyp meditativ tilstand (kjent som "jagrat sushupti") er oppnåelig. Denne forestillingen om paradoksal bevissthet kan være knyttet til høy kortikal aktivitet som skjer under deltasøvnen.

Farmakologi

Mens de fleste legemidler som påvirker søvn gjør det ved å stimulere søvnstart eller forstyrre REM -søvn, har en rekke kjemikalier og medisiner vist seg å endre delta -bølgeaktivitet.

  • Delta søvninduserende peptid , som navnet antyder, induserer delta-bølge-EEG-aktivitet.
  • Alkohol reduserer SWS delta-bølgevirkning, og derved begrenser frigjøringen av veksthormon (GH) av hypofysen.
  • Muramylpeptidet, muramyldipeptid (MDP, N-acetylmuramyl-L-alanyl-D-isoglutamin) har vist seg å øke deltabølgeaktiviteten under langsom bølgesøvn.
  • Legemidlet Gabapentin , et stoff som brukes til å kontrollere epileptiske anfall, øker delta-bølgeaktivitet og sakte bølgesøvn hos voksne.
  • Mens hypnotika som zolpidem øker langsom bølgesøvn, øker de ikke delta-bølgevirkningen, og øker i stedet spindelaktiviteten under langsom bølgesøvn.
  • Gamma-hydroksybutyrat (GHB) øker delta langsom bølgesøvn samt søvnrelatert veksthormon (GH).
  • Administrasjon av høydose lystgass er assosiert med forbigående, langsomme delta-svingninger med stor amplitude.

Effekter av diett

Diett som er svært lav i karbohydrater, for eksempel et ketogent diett , har vist seg å øke mengden deltaaktivitet og sakte bølgesøvn hos friske individer.

Se også

Hjernebølger

Referanser