Skąd się biorą fale mózgowe?

Fale EEG to suma potencjałów postsynaptycznych (PSP) dziesiątek tysięcy neuronów kory mózgowej, zsynchronizowanych przez thalamokortykalne pętle oscylacyjne. Jedna elektroda EEG "słyszy" aktywność ok. 6 cm² kory. Zsynchronizowane oscylacje są wydajnym mechanizmem komunikacji między obszarami mózgu - dlatego różne stany umysłu generują różne wzorce częstotliwości.

Klasyczne rytmy EEG

Rytm Delta (δ) — 0,5–4 Hz

Amplituda: Duże fale (75–200 µV). Kiedy: Sen głęboki NREM (stadium N3), niemowlęta (prawidłowe!), encefalopatia, coma. W EEG czuwania osoby dorosłej - zawsze patologia (ogniskowa lub rozsiana).

Delta – sen głęboki / encefalopatia
╭─────────────╮ ╭─────────────╮ │ │ │ │ ╯ ╰─────╯ ╰──── Wolne, duże amplitudy (0.5-4 Hz)

Rytm Theta (θ) — 4–8 Hz

Amplituda: Umiarkowana (20–100 µV). Kiedy prawidłowy: Dzieci, senność, NREM N1/N2, medytacja, twórcze myślenie, hipokamp podczas uczenia się. Kiedy patologiczny: Ogniskowe spowolnienie w strukturalnych zmianach mózgu, encefalopatia rozsiana.

Theta – senność / uczenie się (hipokamp)
╭───╮ ╭───╮ ╭───╮ ╭───╮ │ │ │ │ │ │ │ │ ╯ ╰───╯ ╰───╯ ╰───╯ ╰── Wolniejsze niż alfa (4-8 Hz)

Rytm Alfa (α) — 8–13 Hz

Amplituda: 20–100 µV. Lokalizacja: Potylica, ciemieniowo-potylicznie (rytm główny EEG). Kiedy: Czuwanie ze zamkniętymi oczami, relaks. Reaktywność: Blokowany (desynchronizacja) przez otwarcie oczu, skupienie uwagi, zadania poznawcze. Brak blokowania = patologia.

Alfa – relaks, zamknięte oczy (prawidłowe)
╭─╮ ╭─╮ ╭─╮ ╭─╮ ╭─╮ ╭─╮ ╭─╮ ╭─╮ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ ╯ ╰─╯ ╰─╯ ╰─╯ ╰─╯ ╰─╯ ╰─╯ ╰─╯ ╰ Regularny rytm 8-13 Hz, potylica

Rytm Beta (β) — 13–30 Hz

Amplituda: Niska (5–25 µV). Lokalizacja: Czołowo-centralnie. Kiedy: Aktywne myślenie, skupienie, zadania ruchowe (beta centralne - "mu"), leki (benzodiazepiny zwiększają beta!). Kiedy patologiczny: Nasilone beta przy odstawieniu benzodiazepinów (FIRDA), po urazach czaszki.

Beta – aktywne myślenie / benzodiazepiny
╭╮╭╮╭╮╭╮╭╮╭╮╭╮╭╮╭╮╭╮╭╮╭╮╭╮╭╮ ││││││││││││││││││││││││││││││ ╯╰╯╰╯╰╯╰╯╰╯╰╯╰╯╰╯╰╯╰╯╰╯╰╯╰╯╰ Szybkie, małe amplitudy (13-30 Hz)

Rytm Gamma (γ) — powyżej 30 Hz

Amplituda: Bardzo niska (1–10 µV). Kiedy: Percepcja wzrokowa, "binding problem" (integracja informacji), uwaga selektywna, świadomość. Trudny do rejestracji w EEG skalpowym (artefakty mięśniowe). Lepiej widoczny w EEG śródkorowym (ECoG) i SEEG.

Wrzeciona snu i K-kompleksy

Wrzeciona snu (sleep spindles): 11-15 Hz, trwające 0,5-2 s, centralno-ciemieniowo - marker stadium N2. K-kompleksy: Wolna fala ujemna + szybka dodatnia w N2, generowane przez talamus. Oba są fizjologicznym markerem snu NREM - ich zanik może sugerować uszkodzenie wzgórza.

RytmCzęstotliwośćAmplitudaStan fizjologicznyStan patologiczny
Delta (δ)0,5–4 Hz75–200 µVSen głęboki N3, niemowlętaEncefalopatia, coma, strukturalne ogniska
Theta (θ)4–8 Hz20–100 µVSenność, dzieci, hipokampOgniskowe spowolnienie, encefalopatia
Alfa (α)8–13 Hz20–100 µVRelaks, zamknięte oczyBrak reaktywności = patologia
Beta (β)13–30 Hz5–25 µVSkupienie, leki (BZD)Odstawienie BZD, aura napadów
Gamma (γ)>30 Hz1–10 µVPercepcja, świadomośćTrudny do oceny w EEG skalpowym