腦電波貝塔爆發(fā)及其在認(rèn)知控制中的作用

具有“β”頻率的大腦節(jié)律爆發(fā)控制著皮層神經(jīng)元處理感覺(jué)信息和計(jì)劃反應(yīng)的時(shí)間和地點(diǎn)。研究人員寫(xiě)道，研究這些爆發(fā)將增進(jìn)對(duì)認(rèn)知和臨床疾病的理解。

大腦在多個(gè)層面上處理信息。單個(gè)細(xì)胞在電路中以電化學(xué)方式傳輸信號(hào)，但在產(chǎn)生認(rèn)知所需的大規(guī)模范圍內(nèi)，數(shù)百萬(wàn)個(gè)細(xì)胞在不同頻率的節(jié)律信號(hào)驅(qū)動(dòng)下協(xié)同行動(dòng)。一組神經(jīng)科學(xué)家在一篇新的評(píng)論文章中指出，特別是研究一個(gè)頻率范圍，即大約 14-30 Hz 之間的 β 節(jié)律，是理解大腦如何控制認(rèn)知過(guò)程或在某些疾病中失去控制的關(guān)鍵。

科學(xué)家們利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、數(shù)學(xué)模型和理論，證明β節(jié)律的爆發(fā)通過(guò)調(diào)節(jié)較高伽馬頻率波在何時(shí)何地協(xié)調(diào)神經(jīng)元吸收來(lái)自感官的新信息或制定行動(dòng)計(jì)劃來(lái)控制大腦中的認(rèn)知。 。他們認(rèn)為，貝塔爆發(fā)可以快速建立靈活但受控的神經(jīng)活動(dòng)模式，以實(shí)現(xiàn)有意的思維。

“認(rèn)知取決于組織目標(biāo)導(dǎo)向的思維，所以如果你想了解認(rèn)知，你就必須了解這種組織，”合著者厄爾·K·米勒 (Earl K. Miller) 說(shuō)，他是皮考爾學(xué)習(xí)與記憶研究所和大腦系的皮考爾教授。和麻省理工學(xué)院的認(rèn)知科學(xué)。 “貝塔是可以在正確的空間尺度上控制神經(jīng)元以產(chǎn)生有組織的思維的頻率范圍。”

作者 2018 年的一項(xiàng)研究數(shù)據(jù)顯示，在工作記憶任務(wù)期間，伽瑪(較高)和貝塔(較低)頻率的腦電波功率(較暖的顏色)會(huì)爆發(fā)。當(dāng)貝塔爆發(fā)出現(xiàn)時(shí)，就不存在伽馬爆發(fā)。但當(dāng)刺激 (S1) 和 (S2) 出現(xiàn)時(shí)，β 的缺失允許伽馬爆發(fā)對(duì)信息進(jìn)行編碼。圖片來(lái)源：米勒實(shí)驗(yàn)室/麻省理工學(xué)院 Picower 研究所

Miller 及其同事卡羅林斯卡學(xué)院的 Mikael Lundqvist、Jonatan Nordmark 和 Johan Liljefors 以及瑞典 KTH 皇家理工學(xué)院的 Pawel Herman 寫(xiě)道，研究 beta 節(jié)律的爆發(fā)以了解它們是如何出現(xiàn)的以及它們代表什么，不僅有助于解釋認(rèn)知，還有助于診斷和治療認(rèn)知障礙。

“鑒于β振蕩在認(rèn)知中的相關(guān)性，我們預(yù)計(jì)生物標(biāo)志物識(shí)別實(shí)踐將發(fā)生重大變化，特別是考慮到β爆發(fā)在抑制控制過(guò)程中的突出地位……及其在多動(dòng)癥、精神分裂癥和阿爾茨海默病中的重要性，”他們?cè)凇墩J(rèn)知科學(xué)趨勢(shì)雜志。

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