Neurowetenschappers hebben onlangs een verband gelegd tussen een toename van alfahersengolven – hetzij door elektrische stimulatie, hetzij door mindfulness en meditatie – en het vermogen om depressieve symptomen te verminderen en creatief denken te bevorderen.
Onze verschillende bewustzijnstoestanden zijn rechtstreeks verbonden met de steeds veranderende elektrische, chemische en architectonische omgeving van de hersenen. Dagelijkse gewoonten van gedrag en denkprocessen hebben de mogelijkheid om de architectuur van de hersenstructuur en -connectiviteit te veranderen, evenals de neurochemische en elektrische neurale oscillaties van je geest.
In eerdere berichten heb ik geschreven over hoe neuroplasticiteit en neurogenese (groei van nieuwe neuronen) de architectonische connectiviteit tussen hersengebieden kunnen veranderen en het hersenvolume kunnen vergroten, wat een directe invloed heeft op de cognitieve functie. Ik heb ook onderzocht hoe de “neurochemicaliën van geluk” – endorfine, endocannabinoïden, dopamine, serotonine en oxytocine – ons een goed gevoel kunnen geven als we dingen doen zoals sporten en tijd doorbrengen met geliefden door de chemische omgeving van de hersenen te veranderen. In dit bericht richt ik me op de elektrische omgeving van de hersenen en recente ontdekkingen over hoe hersengolven ons bewustzijn verfijnen op basis van nieuwe bevindingen dat het stimuleren van alfagolven creativiteit kan stimuleren en depressie kan verminderen.
Wat zijn hersengolven?
Jouw hersenen bestaan uit miljarden neuronen in verschillende regio’s die elektriciteit gebruiken als een manier om met elkaar te communiceren. Wanneer uw synapsen synchroon vuren, creëren zij verenigde combinaties van miljoenen neuronen die in lockstep marcheren als een geharmoniseerd “neuraal netwerk” dat is gekoppeld aan een specifieke staat van bewustzijn, uw gedachten, en uw stemming.
De combinatie van gesynchroniseerde elektrische activiteit in de hersenen wordt een “hersengolf” genoemd vanwege het cyclische en “golfachtige” karakter ervan. Hersengolven kunnen worden gedetecteerd met medische apparatuur, zoals het elektro-encefalogram (EEG), dat de oscillatie van elektriciteitsniveaus in verschillende gebieden op de hoofdhuid meet.
In 1924 nam de Duitse fysioloog en psychiater Hans Berger het eerste menselijke EEG op. Berger vond ook het elektro-encefalogram uit en gaf het apparaat zijn naam.
Aan de basis van al onze gedachten, emoties en gedragingen ligt communicatie tussen neuronen. Hersengolven worden geproduceerd door gesynchroniseerde elektrische impulsen van massa’s neuronen die met elkaar communiceren.
Hersengolven zijn verdeeld in vijf verschillende bandbreedtes waarvan wordt aangenomen dat ze een spectrum van het menselijk bewustzijn creëren. Onze hersengolven veranderen gedurende de dag en maken deel uit van een feedbacklus die wordt beïnvloed door wat we doen, denken en emotioneel voelen op een bepaald moment – of terwijl we slapen.
DE BASIS
- Wat is Depressie?
- Zoek counseling om depressie te overwinnen
- Delta golven (.5 tot 3 Hz) zijn de langzaamste hersengolven en komen voornamelijk voor tijdens onze diepste staat van droomloze slaap.
- Theta golven (3 tot 8 Hz) komen voor tijdens de slaap, maar zijn ook waargenomen in de diepste staten van Zen meditatie.
- Alpha golven (8 tot 12 Hz) zijn aanwezig wanneer uw hersenen zich in een stationaire standaard-staat bevinden, die typisch wordt gecreëerd wanneer u aan het dagdromen bent of bewust mindfulness of meditatie beoefent. Alfagolven kunnen ook worden opgewekt door aërobe lichaamsbeweging.
- Beta golven (12-30 Hz) domineren typisch onze normale waaktoestand van bewustzijn en treden op wanneer de aandacht gericht is op cognitieve en andere taken. Bèta is een ‘snelle’ golfactiviteit die aanwezig is wanneer we alert, oplettend en geconcentreerd zijn en bezig zijn met het oplossen van problemen of het nemen van beslissingen. Depressie en angst zijn ook in verband gebracht met bètagolven omdat ze kunnen leiden tot “sleurachtige” denkpatronen.
- Gamma golven (25 tot 100 Hz) schommelen meestal rond 40 Hz en zijn de snelste van de hersengolf bandbreedtes. Gamma golven hebben betrekking op de gelijktijdige verwerking van informatie uit verschillende hersengebieden en zijn in verband gebracht met hogere staten van bewuste waarneming.
Alpha golven, Biofeedback, Meditatie, en Mindfulness
Alpha golven kwamen centraal te staan in de vroege jaren 1960 en 1970 met de oprichting van biofeedback, een techniek die wordt gebruikt om bewust hersengolven te veranderen met behulp van directe feedback die wordt geleverd door een EEG-type apparaat. Biofeedback is een vorm van neurofeedback die typisch wordt gebruikt om beoefenaars te leren hoe ze alfa hersengolven kunnen creëren.
Wanneer alfa oscillaties prominent zijn, hebben je zintuiglijke inputs de neiging om te worden geminimaliseerd en je geest is over het algemeen vrij van ongewenste gedachten. Wanneer je hersenen schakelen om zich te concentreren op een specifieke gedachte-in een positieve of negatieve manier-alpha oscillaties hebben de neiging om te verdwijnen en hogere frequentie oscillaties beginnen de show te runnen.
Depressie Essential Reads
Alpha wave biofeedback is aangetoond dat het een nuttig hulpmiddel is voor de behandeling van angst en depressie. Omdat alfagolven verband houden met een ontspannen mentale toestand, is een toename van de alfagolfactiviteit het doel van de meeste biofeedbacktraining. EEG kan worden gebruikt om van moment tot moment feedback te geven wanneer alfagolven toenemen of afnemen.
Mindfulness training en meditatie hebben de neiging om merkbaar meer alfa golven te produceren zonder het gebruik van technologische machines. Neurowetenschappers van de Brown University doen onderzoek naar hoe de hersenen “optimale onoplettendheid” bereiken door de synchronisatie van hersengolven tussen verschillende hersengebieden te veranderen. Hun studie uit 2015, “Attention Drives Synchronization of Alpha and Beta Rhythms between Right Inferior Frontal and Primary Sensory Neocortex,” werd gepubliceerd in het Journal of Neuroscience. De Brown-onderzoekers hopen dat mensen leren hoe ze de “kracht om te negeren” kunnen aanwenden door een alfa-hersentoestand te creëren door middel van mindfulness, iedereen die lijdt aan chronische pijn in staat zal stellen om de perceptie van pijn te verminderen en voor mensen die depressie of angst hebben om hun symptomen te minimaliseren. (Zie “5 Neuroscience Based Ways to Clear Your Mind.”)
Elektrische hersenstimulatie kan alfa-oscillaties creëren
Een nieuwe studie van de University of North Carolina (UNC) School of Medicine heeft het eerste bewijs gevonden dat een lage dosis elektrische stroom van 10-hertz de alfahersengolfactiviteit kan versterken en de creativiteit met 7 verhoogt.4 procent bij gezonde volwassenen.
De studie uit 2015, “Functional Role of Frontal Alpha Oscillations in Creativity,” werd gepubliceerd in het tijdschrift Cortex. In een persbericht zei Flavio Frohlich, assistent-professor psychiatrie, celbiologie en fysiologie, biomedische techniek, en neurologie aan UNC:
Deze studie is een proof-of-concept. We hebben het eerste bewijs geleverd dat het specifiek versterken van alfa oscillaties een causale trigger is van een specifiek en complex gedrag-in dit geval, creativiteit.
Maar ons doel is om deze benadering te gebruiken om mensen met neurologische en psychiatrische aandoeningen te helpen. Er is bijvoorbeeld sterk bewijs dat mensen met een depressie verminderde alfa-oscillaties hebben. Als we deze hersenactiviteitspatronen zouden kunnen versterken, dan zouden we mogelijk veel mensen kunnen helpen.
“Het feit dat we erin geslaagd zijn om creativiteit op een frequentiespecifieke manier te versterken – in een zorgvuldig uitgevoerde dubbelblinde placebogecontroleerde studie – wil niet zeggen dat we mensen met een depressie definitief kunnen behandelen,” waarschuwde Frohlich. “Maar als mensen met een depressie vastzitten in een denkpatroon en er niet in slagen zich op de juiste manier bezig te houden met de werkelijkheid, dan denken we dat het mogelijk is dat het verbeteren van alfa-oscillaties een zinvol, niet-invasief en goedkoop behandelingsparadigma voor hen zou kunnen zijn – vergelijkbaar met hoe het de creativiteit bij gezonde deelnemers verbeterde.”
Hoe stemmen gesynchroniseerde hersengolven het bewustzijn nauwkeurig af?
In een baanbrekende ontdekking hebben neurowetenschappers onder leiding van Harvard Medical School (HMS) onderzoekers van het VA Boston Healthcare System een specifieke klasse van neuronen geïdentificeerd-basale voorhersenen GABA parvalbumin neuronen, of “PV-neuronen”-die de creatie van verschillende hersengolven in gang zetten die zijn gekoppeld aan verschillende bewustzijnstoestanden.
De studie uit 2015, “Cortically Projecting Basal Forebrain Parvalbumin Neurons Regulate Cortical Gamma Band Oscillations,” werd gepubliceerd in het tijdschrift Proceedings of the National Academy of Sciences.
In een persbericht zei co-senior auteur Robert W. McCarley, HMS hoogleraar psychiatrie en hoofd van de afdeling Psychiatrie van het Boston VA Medical Center:
Dit is een stap in de richting van een verenigde theorie van bewustzijnscontrole. We weten dat de basale voorhersenen een belangrijke rol spelen bij het aan- en uitschakelen van het bewustzijn tijdens slaap en waken, maar nu hebben we ontdekt dat deze specifieke cellen ook een sleutelrol spelen bij het op gang brengen van de gesynchroniseerde ritmes die kenmerkend zijn voor bewust denken, waarnemen en problemen oplossen.
McCarley voegde eraan toe dat het begrijpen van het mechanisme dat de hersenen gebruiken om te synchroniseren voor coherente, bewuste gedachten, mogelijke therapieën kan suggereren voor aandoeningen zoals schizofrenie, waarbij de hersenen er niet in slagen deze karakteristieke golven te vormen.
“Onze hersenen hebben een coherentie van vuren nodig om de waarneming en analyse van gegevens uit de wereld om ons heen te organiseren,” zei McCarley. Wat we hebben gevonden is dat de PV-neuronen in de basale voorhersenen de cognitie fijnregelen door de oscillaties in beweging te brengen die nodig zijn voor hoger denken.”
Met behulp van een techniek die optogenetica wordt genoemd, waarbij cellen genetisch worden veranderd met lichtgevoelige schakelaars, waren de onderzoekers in staat om de PV-neuronen aan en uit te zetten met behulp van laserlicht. Wanneer de PV-neuronen werden ingeschakeld, vertoonde de cortex van de dieren meer van de gamma-activiteit die typisch is voor een bewuste toestand.
McCarley ontdekte dat wanneer de PV-cellen vuren, zij de PV-receptor neuronen in de cortex remmen, waardoor zij allen tegelijkertijd worden uitgeschakeld. Een tel later schakelen de neuronen in de cortex weer in, en vuren allemaal tegelijk. Wanneer dit proces keer op keer wordt herhaald, ontstaat een synchroon, pulserend ritme, waarbij alle neuronen gecoördineerd vuren, zoals een orkest dat dezelfde noot speelt of het ritmisch slaan van trommels in unisono.
Conclusie
Ten slotte zei Frohlich dat hij zich realiseert dat sommige mensen munt zouden willen slaan uit zijn vondst door te proberen kunstmatige elektrische stimulatie te gebruiken om de creativiteit in hun dagelijkse leven te stimuleren. Hij waarschuwt er echter voor dit niet te doen:
We weten niet of er op lange termijn veiligheidsrisico’s zijn. We hebben een goed gecontroleerde, eenmalige studie uitgevoerd en een acuut effect gevonden. Bovendien maak ik me grote zorgen over cognitieve verbetering bij gezonde volwassenen, net zoals sportfans zich zorgen zouden kunnen maken over atletische verbetering door het gebruik van prestatiebevorderende middelen.
Frohlich richt zich op de behandeling van mensen met depressies en andere psychische aandoeningen, zoals schizofrenie, waarbij cognitieve tekorten in het dagelijks leven een groot probleem vormen. Hij zei: “Er zijn mensen die cognitief gestoord zijn en hulp nodig hebben, en soms zijn er geen medicijnen die helpen of hebben de medicijnen ernstige bijwerkingen. Het helpen van deze populaties van mensen is de reden waarom we dit soort onderzoek doen.”
Gebaseerd op een breed scala van recente bevindingen, lijkt het erop dat meditatie en mindfulness training een kosteneffectieve en medicijnvrije manier kan zijn om creatief denken te stimuleren en tegelijkertijd depressieve symptomen en andere mentale aandoeningen te minimaliseren.