Neurotieteilijät ovat hiljattain havainneet korrelaation alfa-aineaaltojen lisääntymisen – joko sähköisen stimulaation tai mindfulnessin ja meditaation avulla – ja masennusoireiden vähentämisen ja luovan ajattelun lisäämisen välillä.
Erilaiset tajunnantilamme ovat suoraan yhteydessä aivojen alati muuttuvaan sähköiseen, kemialliseen ja arkkitehtoniseen ympäristöön. Päivittäisillä käyttäytymistottumuksilla ja ajatusprosesseilla on kyky muuttaa aivojen rakenteen arkkitehtuuria ja liitettävyyttä sekä mielen neurokemiallisia ja sähköisiä hermovärähtelyjä.
Edellisissä viesteissä olen kirjoittanut siitä, miten neuroplastisuus ja neurogeneesi (uusien hermosolujen kasvu) voivat muuttaa aivoalueiden välistä arkkitehtuurista liitettävyyttä ja kasvattaa aivojen volyymia, millä on suora vaikutus kognitiiviseen toimintaan. Olen myös tutkinut, miten ”onnellisuuden neurokemikaalit” – endorfiinit, endokannabinoidit, dopamiini, serotoniini ja oksitosiini – voivat saada meidät tuntemaan olomme hyväksi, kun teemme asioita, kuten liikuntaa ja vietämme aikaa rakkaidemme kanssa, muuttamalla aivojen kemiallista ympäristöä. Tässä postauksessa keskityn aivojen sähköiseen ympäristöön ja viimeaikaisiin löydöksiin siitä, miten aivoaallot hienosäätävät tietoisuuttamme perustuen uusiin havaintoihin, joiden mukaan alfa-aaltojen stimulointi voi lisätä luovuutta ja vähentää masennusta.
Mitä ovat aivoaallot?
Aivosi koostuvat miljardeista eri alueilla sijaitsevista neuroneista, jotka käyttävät sähköä keinona kommunikoida keskenään. Kun synapsisi laukeavat synkronoidusti, ne luovat yhtenäisiä yhdistelmiä miljoonista hermosoluista, jotka marssivat tahdissa harmonisoituna ”hermoverkkona”, joka on yhteydessä tiettyyn tajunnantilaan, ajatuksiisi ja mielialaan.
Aivojen synkronoidun sähköisen toiminnan yhdistelmää kutsutaan ”aivoaalloksi”, koska se on luonteeltaan syklinen ja ”aaltomainen”. Aineaallot voidaan havaita lääketieteellisillä laitteilla, kuten elektroenkefalogrammilla (EEG), joka mittaa sähkötasojen värähtelyä päänahan eri alueilla.
Vuonna 1924 saksalainen fysiologi ja psykiatri Hans Berger rekisteröi ensimmäisen ihmisen EEG:n. Berger keksi myös elektroenkefalogrammin ja antoi laitteelle sen nimen.
Kaikkien ajatustemme, tunteidemme ja käyttäytymisemme taustalla on neuronien välinen viestintä. Aivoaallot syntyvät synkronoiduista sähköpulsseista, joita neuronimassat tuottavat kommunikoidessaan keskenään.
Aivoaallot jakautuvat viiteen eri kaistanleveyteen, joiden uskotaan luovan ihmisen tietoisuuden spektrin. Aivoaaltomme muuttuvat päivän mittaan ja ovat osa palautesilmukkaa, johon vaikuttaa se, mitä teemme, ajattelemme ja tunnemme emotionaalisesti kulloinkin – tai nukkuessamme.
PERUSTIEDOT
- Mitä on masennus?
- Etsi neuvontaa masennuksen voittamiseksi
- Delta-aallot (.5-3 Hz) ovat hitaimpia aivoaaltoja ja ne esiintyvät pääasiassa syvimmän unettoman unitilamme aikana.
- Theta-aallot (3-8 Hz) esiintyvät unen aikana, mutta niitä on havaittu myös zen-meditaation syvimmissä tiloissa.
- Alfa-aallot (8-12 Hz) ovat läsnä, kun aivosi ovat joutokäyntitilassa, joka syntyy tyypillisesti haaveillessasi tai harjoittaessasi tietoisesti mindfulnessia tai meditaatiota. Alfa-aaltoja voi syntyä myös harrastamalla aerobista liikuntaa.
- Beeta-aallot (12-30 Hz) hallitsevat tyypillisesti normaaleja valveillaolotilojamme ja esiintyvät, kun huomio kohdistuu kognitiivisiin ja muihin tehtäviin. Beta on ”nopeaa” aaltotoimintaa, jota esiintyy, kun olemme valppaina, tarkkaavaisia, keskittyneitä ja mukana ongelmanratkaisussa tai päätöksenteossa. Masennus ja ahdistus on myös yhdistetty beeta-aaltoihin, koska ne voivat johtaa ”rutiininomaisiin” ajattelumalleihin.
- Gamma-aallot (25-100 Hz) liikkuvat tyypillisesti noin 40 Hz:n taajuudella ja ovat aivoaaltokaistoista nopein. Gamma-aallot liittyvät eri aivoalueiden informaation samanaikaiseen käsittelyyn, ja ne on yhdistetty korkeampiin tietoisen havaitsemisen tiloihin.
Alfa-aallot, biopalaute, meditaatio ja mindfulness
Alfa-aallot nousivat keskeiseen asemaan 1960-1970-lukujen vaihteessa biopalautteen, tekniikan, jota käytettiin aivojen aivoaaltojen tietoiseen muuttamiseen EEG-tyyppisen laitteen antaman suoran palautteen avulla. Biofeedback on eräänlainen neurofeedback, jota käytetään tyypillisesti opettamaan harjoittajille, miten luoda alfa-aineaaltoja.
Kun alfa-värähtelyt ovat näkyvästi esillä, aistinvaraiset syötteet ovat yleensä minimoituja ja mieli on yleensä vapaa ei-toivotuista ajatuksista. Kun aivosi vaihtavat vaihteita keskittyäkseen tiettyyn ajatukseen – joko positiivisella tai negatiivisella tavalla – alfavärähtelyillä on taipumus kadota ja korkeamman taajuuden värähtelyt alkavat johtaa show’ta.
Depression Essential Reads
Alfa-aaltojen biopalautteen on osoitettu olevan hyödyllinen apuväline ahdistuneisuuden ja masennuksen hoidossa. Koska alfa-aallot liittyvät rentoutuneisiin mielentiloihin, alfa-aaltojen aktiivisuuden lisääntyminen on useimpien biofeedback-harjoitusten tavoite. EEG:n avulla voidaan antaa hetkestä toiseen palautetta, kun alfa-aallot lisääntyvät tai vähenevät.
Mindfulness-harjoittelulla ja meditaatiolla on taipumus tuottaa huomattavasti enemmän alfa-aaltoja ilman teknisiä laitteita. Brownin yliopiston neurotieteilijät tutkivat, miten aivot saavuttavat ”optimaalisen tarkkaamattomuuden” muuttamalla aivoaaltojen synkronointia eri aivoalueiden välillä. Heidän 2015-tutkimuksensa ”Attention Drives Synchronization of Alpha and Beta Rhythms between Right Inferior Frontal and Primary Sensory Neocortex” julkaistiin Journal of Neuroscience -lehdessä. Brownin tutkijat toivovat, että opettamalla ihmisille, miten he voivat valjastaa ”huomiotta jättämisen voiman” luomalla alfa-aivotilan mindfulnessin avulla, kuka tahansa kroonisesta kivusta kärsivä voi vähentää kiputuntemuksiaan ja ihmiset, joilla on masennusta tai ahdistusta, voivat minimoida oireitaan. (Katso ”5 neurotieteeseen perustuvaa tapaa tyhjentää mieli.”)
Aivojen sähköinen stimulaatio voi luoda alfavärähtelyjä
Pohjois-Carolinan yliopiston (UNC) lääketieteellisessä tiedekunnassa tehdyssä uudessa tutkimuksessa on löydetty ensimmäiset todisteet siitä, että pieni 10 hertsin sähkövirta-annos voi tehostaa alfa-aivoaaltojen aktiivisuutta ja lisätä luovuutta 7.4 prosenttia terveillä aikuisilla.
Vuonna 2015 julkaistu tutkimus ”Functional Role of Frontal Alpha Oscillations in Creativity” julkaistiin Cortex-lehdessä. UNC:n psykiatrian, solubiologian ja -fysiologian, biolääketieteellisen tekniikan ja neurologian apulaisprofessori Flavio Frohlich sanoi lehdistötiedotteessa:
Tämä tutkimus on proof-of-concept. Olemme toimittaneet ensimmäiset todisteet siitä, että nimenomaan alfa-oskillaatioiden tehostaminen on syy-yhteys tietyn ja monimutkaisen käyttäytymisen – tässä tapauksessa luovuuden – laukaisijana.
Mutta tavoitteenamme on käyttää tätä lähestymistapaa auttamaan ihmisiä, joilla on neurologisia ja psykiatrisia sairauksia. On esimerkiksi vahvaa näyttöä siitä, että masennuksesta kärsivillä ihmisillä alfaoskillaatiot ovat heikentyneet. Jos voisimme parantaa näitä aivojen aktiivisuusmalleja, voisimme mahdollisesti auttaa monia ihmisiä.
”Se, että olemme onnistuneet lisäämään luovuutta taajuusspesifisellä tavalla – huolellisesti tehdyssä kaksoissokkoutetussa plasebokontrolloidussa tutkimuksessa – ei tarkoita, että voimme varmasti hoitaa masennuksesta kärsiviä ihmisiä”, Frohlich varoitti. ”Mutta jos masennuksesta kärsivät ihmiset ovat juuttuneet ajatusmalliin eivätkä kykene asianmukaisesti sitoutumaan todellisuuteen, pidämme mahdollisena, että alfa-oskillaatioiden tehostaminen voisi olla heille mielekäs, ei-invasiivinen ja edullinen hoitoparadigma – samaan tapaan kuin luovuuden tehostaminen terveillä osallistujilla.”
Miten synkronoidut aivoaallot hienosäätävät tietoisuutta?
Va Boston Healthcare Systemin (VA Boston Healthcare System) Harvard Medical Schoolin (HMS) tutkijoiden johtamat neurotieteilijät ovat läpimurtolöytönä tunnistaneet tietyn luokan neuroneja – basaalisten etuaivojen GABA-parvalbumin-neuroneja tai ”PV-neuroneja” – jotka laukaisevat erilaisten aivoaaltojen luomisen, jotka liittyvät erilaisiin tietoisuuden tiloihin.
Tutkimus 2015, ”Cortically Projecting Basal Forebrain Parvalbumin Neurons Regulate Cortical Gamma Band Oscillations”, julkaistiin lehdessä Proceedings of the National Academy of Sciences.
Lehdistötiedotteessa toinen kirjoittaja Robert W. McCarley, HMS:n psykiatrian professori ja Bostonin VA Medical Centerin psykiatrian osaston johtaja sanoi:
Tämä on siirtymä kohti yhtenäistä teoriaa tietoisuuden hallinnasta. Olemme tienneet, että tyvitumakkeet ovat tärkeitä tietoisuuden kytkemisessä päälle ja pois unessa ja heräämisessä, mutta nyt olemme havainneet, että näillä nimenomaisilla soluilla on myös keskeinen rooli synkronoitujen rytmien laukaisemisessa, jotka ovat ominaisia tietoiselle ajattelulle, havaitsemiselle ja ongelmanratkaisulle.
McCarley lisäsi, että sen mekanismin ymmärtäminen, jota aivot käyttävät synkronoidakseen koherentin, tietoisen ajattelun, voi ehdottaa mahdollisia hoitokeinoja skitsofrenian kaltaisiin häiriöihin, joissa aivot eivät pysty muodostamaan näitä tyypillisiä aaltoja.
”Aivomme tarvitsevat koherenttia laukaisua, jotta ne pystyvät järjestämään ympäröivästä maailmasta saatujen tietojen havaitsemisen ja analysoinnin”, McCarley sanoi. Hän lisäsi: ”Löysimme, että tyvitumakkeen etuaivojen PV-neuronit hienosäätävät kognitiota laittamalla liikkeelle korkeamman ajattelun vaatimat värähtelyt.”
Käyttämällä optogenetiikaksi kutsuttua tekniikkaa, jossa soluja muutetaan geneettisesti valoherkillä kytkimillä, tutkijat pystyivät käynnistämään ja sammuttamaan PV-neuronit laservalon avulla. Kun PV-neuronit kytkettiin päälle, eläinten aivokuorella näkyi enemmän tietoisille tiloille tyypillistä gamma-aktiivisuutta.
McCarley havaitsi, että PV-solujen syttyessä ne estävät aivokuoren PV-reseptorineuroneja, mikä kytkee ne kaikki pois päältä samanaikaisesti. Lyöntiä myöhemmin aivokuoren neuronit kytkeytyvät takaisin päälle ja laukeavat kaikki kerralla. Kun tämä prosessi toistuu yhä uudelleen ja uudelleen, syntyy synkronoitu, sykkivä rytmi, jossa kaikki neuronit laukeavat koordinoidusti kuin orkesteri soittaisi samaa nuottia tai rumpujen rytmikäs isku yhteen ääneen.
Johtopäätös
Lopuksi Frohlich sanoi ymmärtävänsä, että jotkut ihmiset saattavat haluta hyödyntää löydöstään yrittämällä käyttää keinotekoista sähköistä stimulaatiota luovuuden lisäämiseksi arjessaan. Hän kuitenkin varoittaa tekemästä näin:
Me emme tiedä, onko pitkäaikaisia turvallisuusongelmia. Teimme hyvin kontrolloidun, kertaluonteisen tutkimuksen ja havaitsimme akuutin vaikutuksen. Minulla on myös vahvoja eettisiä huolenaiheita terveiden aikuisten kognitiivisesta tehostamisesta, aivan kuten urheiluharrastajilla saattaa olla huolenaiheita urheilullisesta tehostamisesta suorituskykyä parantavien lääkkeiden avulla.
Frohlich on keskittynyt masennuksesta ja muista mielenterveysongelmista, kuten skitsofreniasta, kärsivien ihmisten hoitoon, joille kognitiiviset vajavuudet jokapäiväisessä elämässä ovat suuri ongelma. Hän sanoi: ”On ihmisiä, jotka ovat kognitiivisesti heikentyneet ja tarvitsevat apua, ja joskus ei ole olemassa lääkkeitä, jotka auttaisivat, tai lääkkeillä on vakavia sivuvaikutuksia. Näiden ihmisryhmien auttaminen on syy siihen, miksi teemme tällaista tutkimusta.”
Laajaan joukkoon viimeaikaisia tutkimustuloksia perustuen näyttää siltä, että meditaatio ja mindfulness-harjoittelu voivat olla kustannustehokas ja lääkkeetön tapa stimuloida luovaa ajattelua ja samalla minimoida masennusoireita ja muita psyykkisiä sairauksia.