Biofeedback POLITECHNIKA OPOLSKA WYDZIAŁ WYCHOWANIA FIZYCZNEGO I FIZJOTERAPII KIERUNEK FIZJOTERAPIA DOMINIKA RAUDZIS BIOFEEDBACK

Transkrypt

1 POLITECHNIKA OPOLSKA WYDZIAŁ WYCHOWANIA FIZYCZNEGO I FIZJOTERAPII KIERUNEK FIZJOTERAPIA DOMINIKA RAUDZIS BIOFEEDBACK Opole,

2 2 SPIS TREŚCI 1. Wstęp Rys historyczny Cel pracy Rodzaje biofeedbacku EEG EMG GSR oddechowy temperaturowy HEG SCP EEG jako trening mózgu Budowa ośrodkowego układu nerwowego Elektryczna aktywność mózgu (fale mózgowe) Wpływ neurofeedbacku na układ nerwowy Przebieg treningu neurofeedback Urządzenia do treningu mózgu z użyciem neurofeedbacku w fizjoterapii jako trening relaksacyjny Wskazania i przeciwwskazania Wnioski Streszczenie Literatura Wykaz tabel Wykaz rycin...68

3 3 1. Wstęp, czyli biologiczne sprzężenie zwrotne, jest wszechstronnym systemem treningu, który wywołuje zmiany w funkcjonowaniu wielu układów organizmu; pozwala uzyskać informację zwrotną o zachowaniu danego narządu. Umożliwia to kontrolowanie sygnałów pochodzących z OUN i ewentualnej korekty, jeśli wystąpią jakiekolwiek zaburzenia. Pozwala to na wyjście nauki poza laboratoria i wkroczenie na teren praktyki. ukazał ogromne niewykorzystane dotychczas możliwości mózgu, które z powodzeniem można wykorzystywać do leczenia depresji, stanów lękowych, ADHD, skutków stresu, zaburzeń procesów uczenia się, koncentracji i pamięci oraz leczenia takich zaburzeń, jak nie trzymanie moczu, chroniczny ból, nad- i niedociśnienie, zaburzenia rytmu serca czy padaczkę. Osoba poddawana terapii steruje własnym obrazem EEG. Daje to dowód na to, iż jesteśmy w stanie siłą własnego umysłu sterować funkcjami fizjologicznymi naszego organizmu. Dzięki odpowiedniej liczbie treningów możemy w sposób celowy wzmacniać, bądź osłabiać czynności bioelektryczne mózgu. Dla pacjentów, biofeedback jest maszyną działającą jako pewnego rodzaju szósty zmysł, który pozwala im zobaczyć lub usłyszeć wewnętrzne działanie ich ciała i za pomocą własnych myśli sterowanie tym wewnętrznym mechanizmem. Nie należy jednak traktować biofeedbacku jako cudownego leku na wszystko. Ryc. 1. Schemat działania biofeedbacku [32]

4 4 2. Rys historyczny Historia behawioryzmu, biofeedbacku podszyta jest elementami technologii, elektroniki, psychologii i neurologii. Eksperymentalne i innowacyjne badania indywidualistów dały podwaliny do stworzenia nowej terminologii i zmieniły obraz neurofizjologii. Wielu uważa, że badania naukowe Richarda Catona są pierwszymi kluczowymi wydarzeniami w dziedzinie biofeedback. W 1875 roku odkrył, iż praca bioelektryczna mózgu współgra z aktywnością mentalną. Jego doświadczenia polegały na umieszczaniu na odsłoniętym mózgu zwierząt elektrod. Zanotował też pewną aktywność na skórze głowy tych zwierząt. W 1920 roku niemiecki psychiatra Hans Berger odnotował, jako pierwszy, elektryczną aktywność na skórze głowy człowieka. Był również pierwszym, który udokumentował to na papierze. Aktywność tą nazwał falą alfa - od alfabetu greckiego, ale jest ona również nazywana rytmem Bergera. Berger odkrył, iż myślenie i przytomny udział zwiększają frekwencję beta z 13 Hz do ok. 30. Jego praca na ten temat opublikowana w 1929 roku w artykule Über das Elektrenkephalogramm des Menschen stała się kamieniem milowym w neurologii. Berger uważał, że występowanie zakłóceń w EEG łączy się z nieprawidłowościami klinicznymi. Wielu naukowców na tej podstawie stworzyło protokoły robocze do treningu neurofeedback, łącząc dane obszary kory mózgu z występującymi zaburzeniami poznawczymi i zachowania. Inni naukowcy zajmowali się obserwacją biologicznych reakcji organizmu. Carl Jung zajmował się badaniem galwanicznej reakcji skóry (GSR). Obserwował zmiany w aktywności elektrodermalnej podczas ćwiczeń wymagających skojarzeń i myślenia. Dążył do znalezienia połączenia odpowiedzi fizjologicznej z kwestią psychologiczną organizmu. Teoretycznie, słowa o znaczeniu emocjonalnym współgrały z oddźwiękiem w GSR. Udowodnił w ten sposób, że ciało może być używane do aktywowania sfery psychicznej i wykazał korelację między psychoterapią i fizjologią. W 1930 roku Edgar Adrian i B.H.C. Matthews potwierdzili odkrycie Bergera w kwestii fal elektrycznych i zajęli się badaniem wpływu wzmocnionego światła migocącego na fale mózgowe. Byli pionierami w zastosowaniu wzmacniacza różnicowego. Ich badania ukazały, iż schemat fal mózgowych może zostać zmieniony poprzez szczególne sekwencje światła błyskowego i migocącego. Fale te przedstawiają zmiany w EEG, ale nie spełniają podstawowych zasad biofeedbacku, ponieważ to nie jest biologiczna informacja zwrotna dla

5 5 ćwiczącego jest to tylko jednokierunkowy proces, w którym brakuje specyfiki neurofeedbacku. Jednak badania wykazały skuteczność świetlnej stymulacji w określonych warunkach i wielu trenerów neurofeedback stosuje ją jako przygotowanie do części właściwej treningu. W 1950 roku niektórzy naukowcy zakwestionowali koncepcję dobrowolnej kontroli autonomicznego układu nerwowego. Biologiczne procesy, takie jak rytm serca, ciśnienie krwi oraz temperatura dłoni były przypuszczalnie pod kontrolą automatycznego układu sterującego. Jednakże w 1960 badania Neala E. Miller'sa wykazały, iż trenujący może zmienić funkcje AUN poprzez wytwarzanie odruchu warunkowego. Dlatego też odruchy warunkowe wytrenowane w procesie biofeedbacku były naukowo możliwe. W ten sposób założenia biofeedbacku stały się bezpieczne. W 1963 roku John Basmajian odkrył podstawowe zasady elektromiografii (EMG) [3]. Badał on komórki nerwowe kory ruchowej, które przewodzą pobudzenie do komórek mięśniowych ciała. Zorganizowana droga nerwowa w korze ruchowej nazywana jest jednostką motoryczną. Pojedyncza jednostka przewodzi pobudzenie mogące kontrolować kilka do kilku milionów komórek mięśniowych. Basmajian wybrał jednostkę motoryczną, która kontrolowała komórki mięśniowe kciuka. Umieścił małe igłowe elektrody na mięśniach kciuka. Nikt nie widział ruchów kciuka, ale połowa z 16 badanych była w stanie kontrolować bodźcowanie pojedynczej jednostki motorycznej w mózgu, która aktywowała mięsień [13]. Basmajian wykazał, że pojedyncza jednostka motoryczna zaczynająca się w korze ruchowej i biegnąca do kciuka może ulec warunkowanej kontroli. Wykorzystał oscyloskop, aby uzyskać rzeczywisty czas odczytu, który odzwierciedlałby elektryczną aktywność mięśnia. Nauka kontrolowania pojedynczej jednostki motorycznej nie była praktycznym zastosowaniem biofeedbacku, ale skutecznie ukazała połączenie umysłu z ciałem. Kilka lat później badania Basmajiana otworzą drzwi do kontroli wszystkich grup mięśniowych. Płaskie elektrody przyklejone do skóry zastąpią pojedyncze elektrody igłowe, a nieinwazyjna forma EMG będzie nazywana powierzchniowym elektroencefalografem (SEMG). Rok 1963 okazał się przełomowy dla badań Josepha Kamiya. Chciał sprawdzić, czy możliwe jest świadome rozpoznawanie fal mózgowych. Jego eksperyment okazał się sukcesem. Potwierdził ludzka możliwość do kontrolowania fal mózgowych za pomocą urządzeń. Kamiya zapoczątkował trening fal alfa. Dawał trenującemu werbalną informację za każdym razem, kiedy znajdował się w stanie alfa, aż pacjent sam nauczył się rozpoznawać ten stan. Udowodnił w ten sposób ludzkie zdolności do kontroli fal mózgowych. Doświadczenie Kamiya było przykładem prawidłowego treningu biofeedback, ponieważ ćwiczący

6 6 otrzymywał informacje z zewnątrz (werbalną), która była odzwierciedleniem jego pracy wewnętrznej. Tak narodził się neurofeedback. Od tej pory wszystkie rodzaje biofeedbacku bazują na tej samej zasadzie - podwójnego procesu wprowadzonego przez Kamiya. Niespełna 5 lat po odkryciu Kamiya'sa, Barry Sterman opublikował swój eksperyment będący momentem przełomowym w nauce. Badał koty w kierunku wzrostu rytmu sensomotorycznego (SMR) w przedziale Hz. Ta frekwencja zazwyczaj wzrastała, gdy aktywność motoryczna kotów obniżała się. Kolejne badanie wykonał na 50 kotach. 10 z nich było wcześniej poddawane treningowi SMR, a 40 nie. Wszystkim podał hydrazynę powodującą drgawki. Koty, które były wcześniej ćwiczone wykazały obojętność na zaaplikowaną substancję w przeciwieństwie do reszty. Udowodnił w ten sposób pozytywny wpływ podwyższonego rytmu fal SMR na obniżanie się napadów padaczkowych [3]. W 1968 roku na zgromadzeniu naukowym porównano wyniki tej nowej technologii. Delegatami byli m. in. Elmer Green, Thomas Budzynski i Joe Kamiya. Pierwsza przewodnicząca tego zgromadzenia, Barbara Brown, nadała nazwę nowemu działowi nauki: biofeedback, a neurofeedback został sklasyfikowany jako jeden z działów biofeedbacku [13]. W tym samym roku Budzynski i John Stoyva zajęli się badaniem wpływu biofeedback SEMG na napięcie mięśni. Nie skupiali się na izolowanej jednostce motorycznej pobudzanej elektrodami igłowymi, tylko ćwiczyli całe partie mięśni za pomocą elektrod skórnych. W ich badaniach elektrody były umieszczane nad głównymi mięśniami powodując przez to redukcję napięcia mięśniowego w brzuścu. Praktycy zajmujący się neurofeedbackiem interesują się napięciem mięśni twarzy i szyi, ponieważ wykazuje korelację z zapisem EEG. Margaret Ayers stworzyła swoją własną linię sprzętu i otworzyła pierwszą prywatną klinikę neurofeedbacku specjalizującą się w leczeniu urazów mózgu. Sterman, Ayers oraz Joel Lubar (zajmujący się badaniem koncentracji, procesu nauki i elektroencefalografią) stworzyli źródło podstawowych informacji badawczych. Skupili się na rehabilitacji poznawczej i zaburzeniach umysłowych z pominięciem szczegółowej analizy psychologicznej. W latach na podstawie normatywnej bazy danych ocena ilościowa EEG (QEEG) stała się rzeczywistością. Zastosowano komputerową analizę. Pionierami w rozwoju EEG oraz wielkich normatywnych i dyskryminujących EEG baz danych byli Frank Duffy, E. Roy John i Robert Thatcher. Zaistniała wówczas możliwość porównania pojedynczych wzorów fal mózgowych do losowo wybranej normatywnej grupy kontrolnej. Zdobywanie danych QEEG jest procesem zbierania danych z różnych obszarów skóry głowy, które dostarczają szeroki kliniczny obraz kory mózgowej w akcji. Obrazowanie mózgu za pomocą

7 7 normatywnej bazy danych doprowadziło do stworzenia topografii mapy mózgu. Neurolodzy, którzy zainteresowali się QEEG zauważyli obecność iglic w morfologii fal, co wskazywało na występowanie czynników napadowych. W tym samym czasie, kiedy tworzono normatywną bazę danych, Lexicor Medical Technology, Inc., rozwinął 19-kanałowy system do nabywania danych QEEG. Stworzyli również dwukanałowy system treningu neurofeedback, który stał się podstawowym instrumentem nowoczesnego pola neurofeedbacku. Lexicor wprowadził neuroterapię w dobę komputera. Od tej pory publikowane badania nie opierały się już na niekomputerowych jednostkach nabywania danych. We wczesnych latach 80. neurofeedback nie był dość znany. Potrzebował reklamy. Margaret Ayers przedstawiła go Siegfriedowi i Sue Othmer i wspólnie stworzyli swoje własne przedsięwzięcie EEG-Spectrum. Stali się centrum neurofeedbacku. Othmerowie promowali użycie grafiki komputerowej oraz dźwięków do treningu stanów głębokich. Zwrócili uwagę na połączenie pomiędzy neuroterapią a psychoterapią. W latach 90. EEGSpectrum przeprowadzono wiele programów treningowych, które podkreśliły wartość emocjonalnych i psychologicznych reakcji pacjenta podczas treningu. W 1986 roku Eugene Peniston i Paul Kulkosky użyli specjalnego protokołu do leczenia pourazowych zaburzeń stresowych (PTSD). Ułatwili stan pomroczny (zamroczenia) uczenia się poprzez nagradzanie zarówno stanu alfa, jak i theta. Ich protokół został nazwany treningiem stanów głębokich. Prowadzone wizualizacje i treningi temperatury skóry były również częścią tego protokołu. Pierwsze badania orientacyjne dotyczyły małej liczby weteranów z Wietnamu. 2 lata później Peniston i Kulkosky zbadali efekt treningu neurofeedback u weteranów, którzy mieli zdiagnozowany alkoholizm i PTSD. Obydwa badania uzyskały pozytywne wyniki. Nie byli oni pierwszymi badającymi wpływ treningu na stany głęboki, lecz ich badania były wyjątkowe pod względem zastosowania ich w specyficznych zaburzeniach w kontrolowanym środowisku. Dawniej stany głębokie lub stany pomroczne uczenia się były degradowane do domeny własnego subiektywnego świata wewnętrznego każdego pacjenta ćwiczącego. Teraz efektywność neuroterapii alfa/theta poddawana jest rygorowi naukowo zbadanych wyników. Najważniejszym wydarzeniem w historii neurofeedbacku było doprowadzenie do rozwoju teorii w praktyce klinicznej. Odkrycia Stermana ukierunkowały się na leczenie epilepsji, a dzięki badaniom Kamiya neuroterapia została uznana za skuteczną metodę rozwiązywania skutków urazów, leczenia uzależnień, psychologicznej pracy głębi i jako trening maksymalnej wydajności.

8 8 Neuroterapia rozwinęła się w dwie dziedziny rosnące zgodnie obok siebie. Jedna dziedzina skupiła się na normalizowaniu EEG, podczas gdy druga na wzroście osobistym i elastyczności umysłowej. Osoba początkująca w neurofeedbacku może mylnie zakładać, że wszyscy zwolennicy tej terapii podążają podobnymi teoretycznymi drogami z podobnymi metodami leczenia. Jednak tak nie jest, ponieważ treningi neurofeedback różnią się od siebie. Niektórzy terapeuci są jakby terapeutami kognitywnymi zajmującymi się tworzeniem modeli umysłu. Pokonali niekonwencjonalne myślenie, ponieważ nacisk położyli na poprawę nieprawidłowych wzorów EEG wykorzystując jednokanałowy system treningu kierowany przez dane QEEG. Inni neuroterapeuci są jak dynamiczni psychoterapeuci, którzy wywołują całkowite, a nie selektywne, zmiany w EEG. Wielokanałowy system treningu jest częściej używany niż pojedynczy, ponieważ pacjenci łatwiej przystosowują się osiągając maksymalną wydajność treningu. Istnieje wiele klinik, które wybierają sposób treningu. Niektórzy rozpoczynają od kory sensomotorycznej. Inni poprzedzają leczenie badaniami wykorzystując różne sposoby do zbierania danych EEG. Innym faktem różniącym terapeutów od siebie, to suma czasu i energii wykorzystywanej we wstępnej ocenie. Początkowe oceny zajmują od 1,5 do 4,5 godziny. Dłuższe oceny obejmują zdobywanie danych QEEG, testowanie komputerowe, listy sprawdzające zachowanie, wywiad psychiatryczny, oraz wywiad medyczny i psychologiczny. Niektórzy specjaliści nie rozpoczynają treningu neurofeedback bez danych QEEG i topograficznej mapy mózgu, aby wybrać odpowiedni protokół. Inni z kolei oceniają EEG alternatywnymi metodami, a protokoły leczenia są ukształtowane w zgodzie z reakcją pacjenta na dany protokół [3].

9 9 3. Cel pracy Celem pracy jest przedstawienie najnowszej nieinwazyjnej metody neurorehabilitacji, łączącej w sobie psycho- i neurofizjologię służącą do poprawy pamięci, ulepszenia motoryki ciała, zwiększenia koncentracji, polepszenia samopoczucia, wspomożenia leczenia zaburzeń psychosomatycznych, chorób neurologicznych oraz psychicznych, jako alternatywnej formy w stosunku do farmakoterapii. Może ją całkowicie zastąpić, bądź uzupełnić. Przewagę metodzie biofeedback daje to, iż jest ona całkowicie bezpieczna, bez żadnych skutków ubocznych. Jednak, aby przyniosła skutek potrzebna jest współpraca pacjenta. Bez jego silnej woli i uporu do osiągnięcia jak najlepszych wyników, uzyskanie efektów jest bliskie zeru.

10 10 4. Rodzaje biofeedbacku 4.1. EEG EEG, nazywany również neurofeedbackiem, jest jedną z form biofeedbacku. Wykorzystuje do monitorowania i trenowania właściwość, że mózg ludzki w ramach swojej aktywności wytwarza różne zakresy fal mózgowych, charakterystycznych dla różnych rodzajów tej aktywności. Podstawowym założeniem treningu jest wykorzystanie plastyczności mózgu, czyli zdolności neuronów do przekształceń funkcjonalnych. Pozwala to na poprawę pracy mózgu oraz lepsze funkcjonowanie organizmu. Neurofeedback stwarza możliwość naprawienia dysfunkcji mózgu, w których występuje nieprawidłowy rytm fal o pewnych częstotliwościach. Niedobór tych fal uniemożliwia wykonywanie pewnych czynności, takich jak np. problem ze skupieniem się nad wykonywanym zadaniem u dzieci z ADHA i ADD [23]. Urządzeniem do treningu neurofeedback jest elektroencefalograf z odpowiednim oprogramowaniem. Umieszcza się w różnych miejscach na skórze czaszki pacjent elektrody, których zadaniem jest zbieranie danych o występowaniu w danym momencie poszczególnych rytmów fal mózgowych. Oprogramowanie z kolei przekształca te informacje w zrozumiały dla pacjenta obraz. Zadaniem pacjenta jest skupienie się na tym obrazie, aby siłą swojej woli poruszyć np. rower widziany na ekranie. Poprzez skupienie aktywuje swój mózg i uczy się nim sterować. Neurofeedback najczęściej stosowany jest w terapii dzieci z ADHD i ADD, u osób z zaburzeniami procesu uczenia się, z padaczką, po urazach czaszkowych.. również osoby zdrowe korzystają z terapii w celu poprawy pamięci i koncentracji [20].

11 EMG EMG elektromiograf, nazywany jest również miofeedback. Metoda ta przez Kinalskiego, powtarzającego za Milanowską, określana jest jako ćwiczenia czynne samokontrolowane (CCSK). Pacjent z porażeniem mięśniowym wg Lovetta określanym na 0, czy 1 zostaje podłączony do aparatu obrazującego czynności skurczowe mięśni, które pacjentowi przedstawiane są w formie sygnału dźwiękowego lub świetlnego [7]. Takie zastępcze biologiczne sprzężenie zwrotne polega na tworzeniu 2 zamkniętych pętli obiegu informacji. Pętla wewnętrzna powstaje w układzie nerwowym w formie czynności bioelektrycznej mięśnia ćwiczonego, a pętla zewnętrzna w urządzeniu technicznym. Odbiera ona informację wychodzącą z układu nerwowego, przetwarza na informację zrozumiałą dla pacjenta wzrokową lub słuchową i poprzez wybrany zmysł wchodzi z powrotem do układu nerwowego [5]. Mogą to być ćwiczenia ukierunkowane na wzmacnianie (torowanie) aktywności bioelektrycznej ćwiczonego mięśnia, ale również ćwiczenia hamujące aktywność mięśni antagonistycznych [7]. Stosuje się różnej wielkości elektrody w zależności od wielkości mięśnia, które umocowuje się z pastą elektrolityczną dla poprawy przewodnictwa. Ćwiczenia trwają początkowo 10 do 15 minut, stopniowo wydłużając je do minut. Dla osiągnięcia jak najszybszych efektów treningi mogą być wykonywane codziennie [5]. Poprzez wytworzenie wizualizacji wzmacnia się motywacja pacjenta do dalszych ćwiczeń, ponieważ obiektywizuje to efekt jego wysiłku [7].

12 12 Ryc. 2. Rysunek schematyczny techniki wykonywania ćwiczenia czynnego samokontrolowanego mięśnia naramiennego, którego siła oceniona testem kodowym Lovetta wykazuje stopień 1-wszy (wg skali numerycznej 6-stopniowej). Śladowa czynność bioelektryczna mięśnia, rejestrowana elektrodą powierzchowną dwubiegunową (1), jest wzmacniana i monitorowana przez aparat (2). Ćwiczący obserwuje wyświetlane na ekranie (3) potencjały czynnościowe zachowań jednostek ruchowych i wysłuchuje generowany przez głośnik (4) dźwięk wyładowań bioelektrycznych. (5) elektroda uziemiająca [7].

13 GSR GSR (Galvanic Skin Response) lub BSR (Basal Skin Response), czyli reakcja skórno - galwaniczna odpowiedzialny jest za mierzenie elektrycznego przewodnictwa skóry, która wykazuje tendencję zmienną, w zależności od stanu układu wegetatywnego. Kontrola temperatury i oporności skóry uzależnionych od tego stanu, pozwala na uzyskanie równowagi układu współczulnego i centralnego [36]. Na opuszki palców zakłada się elektrody, które emitują słaby prąd galwaniczny. Informacje z organizmu są elektronicznie wzmocnione i przekazywane do komputera, pokazując w ten sposób zależności między stanem somatycznym a psychicznym człowieka jego skrywany stan napięcia emocjonalnego. Wyniki wysokie (niska potliwość) oznaczają niską aktywność współczulną, a niskie aktywność wysoką, która w większości przypadków spowodowana jest stresem objawiającym się nasiloną potliwością rąk i stóp z uczuciem ich zimna. Z tego właśnie powodu metoda ta jest wykorzystywana w wykrywaczach kłamstw (poligrafach i wariografach), gdzie informacja z opuszek palców jest przedstawiana graficznie i odpowiednio interpretowana. Jeśli jednak nauczymy się kontrolować temperaturę, oporność skóry, akcję serca i oddech, będziemy w stanie działać opanowani w każdych warunkach, nie tracąc kontroli nad sobą. Wzmocnione informacje zwrotne z organizmu przedstawiane w formie dźwiękowej lub graficznej na monitorze ukazują pacjentowi jego postępy i mobilizują do osiągnięcia zamierzonego celu [2]. GSR jest najbardziej czułym pomiarem ze wszystkich rodzajów biofeedbacku. W medycynie wykorzystywany jest do monitorowania przebiegu psychoterapii i hipnoterapii, do leczenia nadciśnienia, dychawicy oskrzelowej i nadmiernego pocenia się. Dla osób zdrowych polecany jest ze względu na naukę panowania nad swoimi emocjami oraz w celu poprawy koncentracji [37].

14 oddechowy oddechowy służy do wspomagania procesu leczenia padaczki, chorób układu oddechowego i krążeniowego. Zakłada się, iż nieprawidłowy oddech może być spowodowany m. in. bólem, stresem, czy strachem. Aparat składa się z czujnika rytmu i długości wydechów. Pacjent otrzymuje w ten sposób informacje o badanych funkcjach przedstawione w postaci krzywej audiowizualnej i stara się je kontrolować, wpływając w ten sposób na ataki padaczki, na krążenie i oddech. [37].

15 temperaturowy Na opuszek palca zakłada się termistor czujnik temperatury. Obrazuje on temperaturę skóry, którą, poprzez treningi, pacjent uczy się podwyższać, przekraczając temperaturę fizjologiczną. Można osiągnąć taki cel, ponieważ ciepłota skóry nie zależy tylko od czynników zewnętrznych, ale również od stanu psychicznego i fizjologicznego człowieka, wynikającego ze stanu układu współczulnego i przywspółczulnego. Podwyższony stan współczulny oznacza przygotowanie człowieka do walki lub ucieczki. Uaktywnia się w stanach stresowych. Powoduje m. in. zwężenie naczyń krwionośnych obwodowych, w celu zapobiegnięcia utraty ciepła. Jeśli stan przedłuża się, dochodzi do zaburzenia ukrwienia kończyn. Jego przeciwnikiem jest układ przywspółczulny odpowiedzialny za odpoczynek, przywracający organizmowi względną harmonię. Trening stosuje się w celach relaksacyjnych, w leczeniu niedokrwienia kończyn, astmie i chorobie reumatycznej [37].

16 HEG HEG (HemoEncephaloGraphy) nie obrazuje fal mózgowych, jak neurofeedback. Mierzy on za pomocą termometru na podczerwień temperaturę głowy lub bada przepływ krwi przez obszary mózgu za pomocą podczerwieni (tzw. podczerwień nir). Daje to bardzo dobry obraz aktywności mózgu, łącznie z obrazem utlenowania krwi mózgowej. Pacjent sterując obiegiem krwi w danej okolicy kory mózgowej, może uzyskać efekt jej stymulacji. Zostało udowodnione badaniami rezonansem magnetycznym (fmri), iż stopień ukrwienia danego obszaru kory jest odzwierciedleniem aktywności mózgu w tym miejscu. Ćwiczący jest nawet w stanie zmieniać stopień utlenowania krwi., otrzymując w ten sposób lepsze ukrwienie i odżywienie mózgu. Najlepsze efekty uzyskuje się w leczeniu ADHD i ADD, ponieważ wg badań metodą SPECT u osób nadpobudliwych wykazano zmniejszony przepływ krwi w płacie czołowym. Dzięki biofeedback HEG są w stanie to zmienić. Autyzm Pierwsze urządzenie umożliwiające pacjentowi obserwowanie przepływu krwi w jego mózgu w okolicach przedczołowych skonstruował dr Hershel Toomim w 1994 roku [19]. Ryc. 3. HEG [19].

17 SCP SCP (slow cortical potentials) oznacza wolne potencjały korowe, czyli zmiany polaryzacji błony. Jeśli uzyska się negatywną polaryzację, doprowadzi to neurony do większej "gotowość" do pracy. Aby uzyskać taki efekt trenuje się poniżej częstotliwości 1-2 Hz (fale delta) [37].

18 5. 18 EEG jako trening mózgu 5.1. Budowa ośrodkowego układu nerwowego Ośrodkowy (centralny) układ nerwowy jest najważniejszą częścią układu nerwowego, chronioną przez czaszkę i kręgosłup. Wraz z obwodowym układem nerwowym zapewnia stały kontakt organizmu ze środowiskiem zewnętrznym oraz integrowaną pracę narządów wewnętrznych. Składa się z mózgowia mózgu, pnia mózgu i móżdżka oraz rdzenia kręgowego. OUN zbudowany jest z istoty szarej oraz białej. Istota szara, składająca się z komórek nerwowych, odpowiedzialna jest za odbieranie i tworzenie impulsów nerwowych. Istota biała, zbudowana z włókien nerwowych, odpowiedzialna jest za przewodzenie tych impulsów. Najważniejszym zadaniem OUN jest przyjęcie i analiza bodźców dopływających z układu obwodowego i zapewnienie prawidłowej odpowiedzi organizmu na te bodźce. Mózg (kresomózgowie) prawie całkowicie wypełnia jamę czaszki i otoczony jest trzema oponami mózgowymi twardą, pajęczą i miękką. Mózg podzielony jest na dwie półkule oddzielone szczeliną podłużną, u podstawy której leży ciało modzelowate (spoidło wielkie) zespalające półkule. Półkule zbudowane są z istoty białej przykrytej przez istotę szarą, nazywaną korą mózgu. Na powierzchni znajdują się zakręty (fałdy), które od siebie oddzielone są bruzdami. Największa bruzda przedzielająca mózg na pół, to bruzda Rolanda. Silne pofałdowanie półkul zwiększa powierzchnię mózgu, przy jego małej objętości. Mózg nazywany jest ośrodkiem decyzyjnym. Nadzoruje znaczną część czynności umysłowych oraz fizycznych. Półkule mózgowe z pozoru wyglądają jednakowo, jednak różnią się wykonywanymi funkcjami, oraz tym, iż jedna przeważa nad drugą u praworęcznych dominuje lewa, a u leworęcznych prawa. Dominacja jednej z półkul determinuje życie. Osoby z przewagą półkuli prawej (leworęczne) wykazują zdolności artystycznie, a z przewaga półkuli lewej logicznie. Pomimo tego wspólnie zawiadują procesami myślowymi i funkcjami ciała. Kora mózgowa pokrywająca półkule zawiaduje wszystkimi czynnościami organizmu. Najważniejszym jej polem, poza polem kojarzeniowym (w płacie czołowym) i czuciowym (w płacie ciemieniowym, potylicznym i skroniowym), jest kora ruchowa w płacie ciemieniowym rozporządzająca ruchami zamierzonymi. Każda część narządu ruchu posiada na niej swoją reprezentację. Największą powierzchnię zajmują ręce i twarz, pozostałe części ciała stopa, podudzie, udo, tułów, ramię i przedramię zajmują znacznie mniejszy obszar. Główne pola

19 19 ruchowo czuciowe znajdują się wzdłuż bruzdy Rolanda [26]. Ryc. 4. Reprezentacja kory motorycznej [9]. W korze mózgowej w płacie czołowym i w mniejszym stopniu w płacie skroniowym, potylicznym i ciemieniowym, zlokalizowana jest również kora asocjacyjna (niespecyficzna) otaczająca pola Brodmana. W niej dokonują się integracje funkcji kory, analiza zasobów pamięci oraz wychodzą polecenia wykonania czynności. Kora mózgowa posiada płaty, czyli grupy fałd (zakrętów) czołowy, skroniowy, ciemieniowy, potyliczny i płat brzeżny. Płat czołowy posiada ośrodki ruchowy, ruchowy mowy i kojarzący. Odpowiedzialny jest za nawyki, schematy zachowań, wyraz twarzy, wyuczone działania ruchowe, ocenę sytuacji, przewidywanie konsekwencji postępowania, planowanie i inicjację działania, wyczucie sytuacji, takt, kontrolę stanów emocjonalnych, uczucie lęku, niepowodzenia, czy wygranej, skojarzenia myślowe, sytuacyjne, podejmowanie decyzji oraz wolę działania. Uszkodzenie płata czołowego może doprowadzić do zmiany osobowości, trudności w rozumieniu myślenia abstrakcyjnego, agresywnych zachowań, zmian nastrojów, trudności w koncentracji, schematycznego myślenia, afazji Brocka, braku zdolności do działań spontanicznych i do planowania sekwencji ruchów oraz do możliwości poruszania częściami ciała. W płacie czołowym znajdują się też szlaki kojarzeniowe określające nasz iloraz inteligencji na podstawie liczby prawidłowo działających neuronów. Pomimo, iż z wiekiem liczba neuronów się zmniejsza, nie oznacza to, iż poziom inteligencji również spada, ponieważ liczy się sprawność przesyłania informacji między komórkami, a nie ich liczba.

20 20 Płat skroniowy z ośrodkiem czuciowym mowy i słuchu, pozwala na rozumienie mowy, rozpoznawanie obiektów, zapamiętywanie oraz na odbieranie wrażeń dźwiękowych i zapachów. Jego uszkodzenie powoduje zaburzenia słuchu, zaburzenia rozumienia mowy i dźwięków, problemy z rozpoznawaniem osób i obiektów, z przypominaniem sobie wydarzeń, z kontrolą zachowań agresywnych oraz zaburzenia seksualne. Płat ciemieniowy łączy zmysły czuciowe, słuchowe i wzrokowe. Odbiera wrażenia dotykowe, temperaturę i ból, odpowiada za orientację przestrzenną, integrację wzroku i ruchu oraz wzroku i czucia, manipulację obiektami wymagającymi wyobrażenia przestrzennego i koordynacji oraz rozumienie pojęć abstrakcyjnych. Uszkodzenie płata powoduje niezdolność do skupiania wzroku i brak podzielności uwagi, trudności w orientacji przestrzennej i odbieraniu wrażeń wzrokowych jako całości, problemy w troszczeniu się o siebie i nie zauważanie części swojego ciała, trudności w matematyce, czytaniu, nazywaniu przedmiotów, odróżnianiu kierunków i w koordynacji ruchu gałek ocznych i rąk. Płat potyliczny z ośrodkiem wzroku odpowiedzialny jest za widzenie, analizę kształtu, koloru, ruchu oraz skojarzenia wzrokowe. Jego uszkodzenie doprowadza do pojawienia się dziur w polu widzenia, halucynacji, trudności z umiejscowieniem widzianego obiektu, z rozpoznaniem koloru, znaku, rysunku i do problemów z pisaniem i/lub czytaniem [26]. Płat brzeżny (limbiczny) znajdujący się na powierzchni przyśrodkowej półkul, odpowiedzialny jest z pamięć i uczenie się, za reakcje na bodźce czuciowe oraz za regulacje odpowiedzi emocjonalnych i zachowania [4]. Składa się z układu struktur korowych i podkorowych mózgu. W jego skład wchodzi m.in. hipokamp, wzgórze i podwzgórze [36]. Najistotniejszy udział w procesie zapamiętywania bierze hipokamp. Uczestniczy on w zamiany pamięci krótkotrwałej w długotrwałą i w razie potrzeby przywołuje potrzebne z pamięci informacje. Uszkodzenie tego obszaru powoduje upośledzenie pamięci [4]. Naruszenie struktury kory może spowodować zaburzenia funkcji uszkodzonego obszaru lub wyzwolić nadmierną aktywność komórek leżących obok uszkodzenia [26].

21 21 Ryc. 5. Lewa półkula mózgu przedstawiająca umiejscowienie poszczególnych czynności w korze mózgowej [7]. W tyle czaszki znajduje się móżdżek oddzielony szczeliną poprzeczną od półkul. Na podstawie czaszki leży pień mózgu, na który składa się rdzeń przedłużony, most, śródmózgowie i międzymózgowie. Pień podobnie jak mózg, otoczony jest oponami, które separują go od jamy czaszki. Most i móżdżek nazywane są tyłomózgowiem wtórnym. Most składa się z po- wierzchni brzusznej i grzbietowej. Zbudowany jest z istoty białej i szarej, z której powstały jądra własne mostu. Łączy korę mózgową z rdzeniem przedłużonym i kręgowym oraz z móżdżkiem. Z mostu wychodzą nerwy czaszkowe od V do VII. Móżdżek, tak jak i mózg, dzieli się na dwie części lewą i prawą, a pośrodku oddziela je tzw. robak. Półkule posiadają pofałdowania z równolegle biegnącymi wąskimi zakrętami oddzielonymi szczelinami w celu zwiększenia swojej powierzchni. Pokryte są istotą szarą (korą móżdżku), a pod nią znajduje się istota biała, tworząca ciało rdzenne. Włókna nerwowe istoty białej tworzą drogi nerwowe własne oraz wychodzące i wchodzące do móżdżka. Poprzez drogi móżdżek zawiaduje ruchami człowieka. Jest odpowiedzialny za koordynację ruchową, postawę ciała, zapoczątkowanie, skoordynowanie i zakończenie ruchu celowego,

22 22 wygenerowanie odpowiedniej siły skurczu mięśni szkieletowych oraz równowagę, poprzez połączenie ze zmysłem równowagi w uchu wewnętrznym. Móżdżek łączy się z kora mózgu poprzez jądra mostu. Międzymózgowie składa się ze wzgórza i podwzgórza zbudowanych z istoty szarej. Stanowi centrum koordynacji hormonalnej oraz nerwowej. Wzgórze stanowi podkorowy ośrodek czucia. Przekazuje wszystkie bodźce z narządów zmysłów do kory mózgowej (oprócz węchu). Współdziała z układem limbicznym poprzez przesyłanie sygnałów o pobudzeniach emocji, umożliwiając w ten sposób szybkie instynktowne reakcje na zagrożenia. Podwzgórze jest nadrzędnym ośrodkiem zawiadującym autonomicznym układem nerwowym. Jest miejscem skrzyżowania wzrokowego i występowania guza popielatego odpowiedzialnego za metabolizm białek, tłuszczów, cukrów, soli mineralnych i wody. Zakończony jest przysadką mózgową, odpowiedzialną za wytwarzanie i wydzielanie hormonów. W podwzgórzu znajdują się też ośrodki termoregulacji, głodu, sytości, pragnienia, agresji i ucieczki. Śródmózgowie łączy międzymózgowie z mostem i móżdżkiem. Posiada twór siatkowaty, w obrębie którego znajdują się ośrodki odpowiedzialne za krążenie i oddychanie. Odbiera on informacje z rdzenia kręgowego i przesyła do kory mózgowej [38]. Odpowiada m. in. za stan czuwania, koncentrację i świadomość. W razie jego uszkodzenia dochodzi do śpiączki. Rdzeń przedłużony (zamózgowie) u góry połączony jest z mostem, a u dołu przechodzi w rdzeń kręgowy, bez wyraźnej granicy. W nim występują bardzo ważne ośrodki odruchów bezwarunkowych, które w przypadku uszkodzenia mogą spowodują śmierć. Są to ośrodki: sercowo naczyniowy i oddechowy, oraz żucia, połykania, ssania, kichania, kaszlu, mrugania powiek, wymiotów i wydzielania potu. Rdzeń kręgowy kończy się nicią kręgową na poziomie drugiego kręgu lędźwiowego i przechodzi w tzw. koński ogon, kończący się na wysokości drugiego kręgu krzyżowego. Odwrotnie niż w mózgu istota biała znajduje się na zewnątrz, a szara wewnątrz. Istota biała tworzy po 2 słupy przednie, tylne i boczne. Przednie posiadają neurony ruchowe, tylne czuciowe, a boczne włókna współczulne i przywspółczulne. Rdzeń zbudowany jest z 31 odcinków, od których odchodzi 31 par nerwów rdzeniowych, poprzez które przewodzone są impulsy do i z mózgu. Sprawne regulowanie przez OUN funkcji narządu wymaga informacji zwrotnej o przebiegu funkcji. Nazywa się to biologicznym sprzężeniem zwrotnym biofeedback [7].

23 Elektryczna aktywność mózgu Elektryczna aktywność mózgu jest objawem aktywności neuronów kory mózgu pozostających w stałej łączności z neuronami struktur podkorowych. Rejestrowana jest za pomocą aparatu nazywanego elektroencefalografem (EEG). Posiada on elektrody, które umieszcza się na skórze głowy. Rejestrują one zmiany potencjału elektrycznego mózgu na powierzchni skóry głowy poprzez graficzne przedstawienie częstotliwości (ilość impulsów na sekundę) oraz amplitudy ( wielkości zmian napięcia) fal mózgowych. Potencjały te są wyładowaniami komórek nerwowych w formie impulsów, generowanymi w odstępach wynoszących ułamek sekundy. Zapisuje się je w jednostkach Hz, czyli liczbie cykli (impulsów) na sekundę. I właśnie te cykle są rytmem mózgowym, nazywanym inaczej falą mózgową, czy prądem czynnościowym [29]. Uzyskany obraz fal mózgowych ukazuje aktualny stan świadomości badanego. Zmienia się on w zależności od stanu psychofizycznego; któraś z fal przeważa. W stanie pobudzenia częstotliwość fal mózgowych rośnie, a impulsy słabną. Wraz z wyciszeniem i rozluźnieniem fale mózgowe stają się wolniejsze, a impulsy nabierają na sile. Jest to spowodowane wytężoną pracą mózgową, aktywującą miliony komórek nerwowych jednocześnie. Każda z tych komórek wytwarza impuls elektryczny, impulsy te mieszają się i w ten sposób powstaje szum. Jednak po uspokojeniu myśli, komórki mózgowe w różnych obszarach mózgu zaczynają działać synchronicznie, w jednym tempie. Impulsy są więc rzadsze, ale ich napięcia sumują się, dlatego impulsy nabierają na sile. Ta działalność występuje w pierwszym rzędzie, w najwyższych 4 warstwach (ok. 6 mm grubości) zewnętrznej warstwy kory mózgowej [20]. Owa synchronizacja, czyli stan, w którym dane części mózgu pracują w tym samym rytmie, jest bardzo istotna. Umożliwione jest wówczas osiąganie maksimum i minimum pobudzenia w tym samym czasie, dzięki czemu sprawniej przekazywane są pobudzenia między półkulami mózgowymi. Mogą one wówczas prawidłowo ze sobą współpracować w odtwarzaniu zapamiętanej osoby, czy treści. Każda z półkul zapamiętuje w odmienny sposób. Lewa odpowiedzialna jest za myślenie logiczne, racjonalne i za procesy werbalne. Prawa za myślenie całościowe (holistyczne), intuicyjne, za skojarzenia i wyobraźnię. Dotyczy to zarówno prawo- jako i leworęcznych osób.

24 24 Ryc. 6. Funkcje półkul mózgowych [17]. Wysoka synchronizacja międzypółkulowa oznacza występowanie dwóch fal w dwóch częściach kory mózgowej, które osiągają swoje natężenie maksymalne oraz natężenie minimalne w tym samym czasie. Możliwe jest wtedy przekazywanie impulsu z neuronu do neuronu bez żadnych przeszkód. Informacja zawarta w impulsie na pewno dotrze. Jeśli z kolei synchronizacja jest niska, impuls wygenerowany z jednego neuronu może nie zostać przyjęty przez drugi neuron, ponieważ on może znajdować się wtedy w fazie przeciwnej. Impuls zaniknie, a informacja w nim zawarta będzie bezpowrotnie utracona. Jednak niska synchronizacja pozwala na szybsze przenoszenie uwagi z tematu na temat oraz zwiększa podzielność uwagi [29]. Wszystkie składowe fal mózgowych są zawsze wytwarzane, ale przewagę pewnych pożądanych fal mózgowych można uzyskać wysiłkiem woli i systematycznym treningiem. Produkcja pewnych pożądanych fal i redukcja niepożądanych jest istotą treningu neurofeedback. Czynność bioelektryczna mózgu jest ostatecznie dojrzała około 18 roku życia i do 50 roku życia utrzymuje się na względnie stałym poziomie. W 1920 roku niemiecki psychiatra Hans Berger uzyskał pierwszy zapis elektroencefalogramu człowieka - rytm alfa. Od tego czasu odkryto pięć zakresów fal mózgowych, które nazwano greckimi literami alfabetu zgodnie z chronologią ich odkrywania:

25 25 alfa, beta, theta, delta i gamma. Fale beta β występują w częstotliwości między 14 a 30 Hz. Mają charakter rytmiczny, dlatego też mogą być mylone z czynnościowymi potencjałami mięśniowymi. Rozróżnia je fakt, iż fale beta trwają krócej. Wahania amplitudy fal beta są dosyć duże. Z reguły nie przekraczają jednak 20 mikrowoltów. Największe rejestruje się w okolicy centralnej płata czołowego (okolica czuciowo ruchowa), ale można je również zarejestrować w innych okolicach, jak np. w odprowadzeniach ciemieniowych i potylicznych, gdzie fale beta nakładają się na fale alfa [15]. Zwiększenie amplitudy beta można uzyskać pod wpływem niektórych leków (np. barbituranów leków nasennych czy leków trójpierścieniowych przeciwdepresyjnych). Przejawia się również pod wpływem senności, ale może to być spowodowane zmniejszeniem amplitudy innych rytmów, więc jest to zwiększenie złudne. Fizjologiczne obniżenie amplitudy następuje pod wpływem bodźców kinestetycznych (ruchowych). Przyjmuje się, że fale beta są wyrazem desynchronizacji bioelektrycznej czynności kory mózgowej i zwiększają się po otrzymaniu bodźców z zewnątrz blokujących rytm alfa [20]. Rytm beta można przyblokować, albo całkowicie wyciszyć aktywnością ruchową [15]. Aktywność beta wykazuje pewną różnicę w aktywności w półkuli lewej i prawej. Po stronie zmienionej chorobowo występuje zmniejszony, bądź podwyższony rytm amplitudy. Powodem zmniejszonego może być udar lub zbieranie się płynu podtwardówkowego, zwiększonego stan po kraniotomii lub rozrost guza. Fale beta występują i dominują w stanie przytomności umysłu, gdy nie śpimy i odbieramy otoczenie wszystkimi zmysłami. W tym stanie przeżywamy wszystkie emocje związane z życiem codziennym złość, radość, strach, zaskoczenie, zadowolenie, itp. Pojawiają się po przebudzeniu i otwarciu oczu, w momencie ustąpienia fal alfa. Ryc. 7. Fale beta [37]. Zakres fal beta dzieli się na niskie, średnie i wysokie. Niska beta oscyluje w granicach

26 Hz. Nazywana jest rytmem sensomotorycznym (falami sensomotorycznymi, SMR, falami czuciowo ruchowymi). W 1971 roku wykrył je Sterman i udowodnił, że wzmacniając fale SMR wpływa się łagodząco na objawy epilepsji i podwyższa zdolność organizmu do zachowania homeostazy. Niska SMR może być przyczyną ADD brakiem zdolności skupienia uwagi, a wysoka dużą czujnością i wyciszeniem, dlatego też przy nadpobudliwości podwyższa się zakres niskiego beta poprzez hamowanie ruchów lub zastosowanie neurofeedbacku w celu uporządkowania deficytów uwagi. Środkowa beta znajdujące się w granicach Hz nazywana jest również beta 1. Wprowadza umysł w stan najwyższego skupienia, co ułatwia w sposób szybki i logiczny rozwiązywać zadania i pracować z pełną uwagą. Jest najczęściej używana w neurofeedbacku w leczeniu ADD, w niwelowaniu kłopotów z koncentracją i pamięcią. Pomaga w przygotowaniach do egzaminów, zawodów sportowych, olimpiad i występów publicznych. Zwiększa umysłowe zdolności, usprawnia koncentrację i pomaga w panowaniu nad emocjami, a nawet przyczynia się do podwyższenia ilorazu inteligencji IQ. Wysokie beta (beta 2) znajduje się w paśmie powyżej 18 Hz. Objawia się podwyższonymi stanami emocjonalnymi, takimi jak zdenerwowanie, irytacja, ekscytacja, ale z bardzo dobrą działalnością umysłową w zakresie planowania, pozwiązywania faktów, czy obliczeń matematycznych. Trenowanie pasma wysokie beta może potęgować pobudzenie, ale również indukować raźność. Rytm alfa α jest głównym rytmem podstawowym prawidłowego EEG osoby dorosłej. U zdrowego człowieka występuje w zakresie częstotliwości 8-13 Hz i zmiennej amplitudzie od 40 do 100 mikrowoltów, najczęściej nie przekraczającej 50 mikrowoltów. Rejestruje się ją głównie z okolicy potylicznej, gdzie jej amplituda jest najwyższa. Pojawia się po zamknięciu oczu, przed zaśnięciem i zaraz po przebudzeniu się, również podczas medytacji, głębokiego zamyślenia i skupienia. Z kolei znika podczas wysiłku umysłowego lub przy otwarciu oczu i zadziałaniu na nie światła. Niska częstotliwość oraz wyższe napięcie fal alfa sugerują dużą synchronizację między półkulami, głównie pól homologicznych, oraz stan relaksu osoby badanej. Blokowanie rytmu alfa jest wyrazem rozregulowanej aktywności bioelektrycznej zachodzącej pod wpływem koncentracji umysłowej lub stymulacji czuciowej. Czynność alfa jest zwykle mniej lub bardziej symetryczna, często jednak występuje większa amplituda nad półkulą niedominującą. Można przyjąć w tym wypadku stosunek 2:1. Większy stosunek może wiązać się z występującym procesem patologicznym, lub może być wynikiem niepoprawnego umieszczenia elektrod.

27 27 Pomimo tego, iż czynność alfa jest z reguły maksymalna w okolicach potylicznych, często przechodzi również na przyległe obszary skroniowe tylne i ciemieniowe podczas badania. Jeśli częstotliwość alfa zwiększa się po otwarciu oczu przez pacjenta i utrzymuje się przy oczach otwartych, lub też pojawia się tylko przy otwartych oczach, najbardziej prawdopodobną przyczyną jest senność. Takie cechy zapisu mogą czasem występować u pacjentów z otępieniem. U niektórych zdrowych osób w stanie czuwania nie pojawia się w ogóle rytm alfa lub w bardzo znikomym procencie zapisu. To zjawisko nie ma znaczenia klinicznego i występuje u około 5% populacji. Jeśli pacjent jest napięty rytm alfa może się nie zarejestrować. W tym przypadku czynność alfa może się pojawić podczas hiperwentylacji, kiedy pacjent bardziej się rozluźni. Jednak brak czynności alfa po jednej stronie zawsze oznacza patologię. U osób starszych zwykle spowodowana jest przebytym udarem, a u młodszych towarzyszy uszkodzeniu mózgu. Istnieje kilka procesów prowadzących do zmniejszenia częstotliwości rytmu alfa, np. pod wpływem działania leków (fenytoiny lub leków psychotropowych), we wczesnej fazie otępienia, przy wzrost ciśnienia śródczaszkowego, niedoczynności tarczycy oraz przy schorzeniach metabolicznych, takich jak niewydolność wątroby. Stan alfa można podzielić na niski oraz wysoki. Stan niski oscyluje w granicach 8-10 Hz wprowadzając w stan równowagi oraz wewnętrznej świadomości. Z kolei stan wysoki między Hz sprzyja skupianiu się, oraz łączeniu ciała i umysłu w jedna całość. Wprowadzenie w stan alfa pozwala na pełny dostęp do obydwu półkul mózgowych, co ułatwia przyswajanie wiedzy oraz zwiększa kreatywność. Z tego powodu wykorzystywana jest w technikach szybkiego uczenia się. Można ją nazwać bramą do głębszych stanów świadomości. Badania przeprowadzone przez Hardta i Kamiya w 1978 roku udowodniły, że wzrost fal alfa obniża poziom lęku i podnosi wydolność psychiczną, co w późniejszych latach potwierdzili inni naukowcy w niezależnych badaniach. Watson w tym samym roku opublikował pracę, w której stwierdził, iż efekty treningu fal alfa utrzymują się ok. 18 miesięcy. W 2001 roku Putnam w treningu neurofeedbacku wzmocnił fale alfa przy otwartych oczach, co spotęgowało częstotliwość tych fal oraz osłabiło fale theta. Zasugerował jego przydatność jako profilaktykę wypalenia psychicznego.

28 28 Ryc. 8. Fale alfa [37]. Fale theta θ występują w częstotliwości 4 7 Hz i posiadają amplitudę do 100 mikrowoltów, co oznacza, że towarzyszą nam podczas snu. W tym stanie podświadomości można tylko funkcjonować podczas głębokiej medytacji i maksymalnej koncentracji, gdzie możliwy jest dostęp do pełnej pamięci mózgu poprzez odizolowanie się od świata zewnętrznego i skupienie się na wnętrzu, oraz będąc w szoku, gdy jesteśmy w stanie wygenerować podprzyrodzone siły. Będąc w głębokiej medytacji możliwe jest dostąpienie takich wizji jak projekcje astralne (doświadczenia pozacielesne), telepatia, świadome śnienie i nieświadome rozwiązywanie problemów. Fale theta pojawiają się, gdy człowiek przechodzi z czuwania w sen, wtedy fale alfa zanikają. W tym momencie często pojawiają się tzw. hipersynchronie hipnagogiczne, czyli krótkotrwałe występowanie fal wysokonapięciowych i wysokich wskaźników synchronizacji. W tym właśnie stanie generują się krótkie marzenia senne, iluzje, ale przy zachowaniu pełnej świadomości, co czasem daje efekt jakiegoś odkrycia, przebłysku jakieś myśli rozwiązującej problem. Ten stan można wytrenować. Według badań przeprowadzonych w 1974 roku przez Beatty i w 1993 przez O'Halon i Kelly obniżenie udziału fal theta wpływa na zmniejszenie popełnianej liczby błędów w pracy [27]. Fale theta powinny być zlokalizowane symetrycznie. Jeśli tak nie jest, może to wskazywać na uszkodzenia strukturalne mózgu (oponiaki, udar, glejaki), ale nie tak poważne, jak w kwestii zaburzeń fal delta. U dzieci występuje rozsiana lokalizacja fal z dominującym charakterem, co nie wskazuje na żadną patologię. Z wiekiem ilość fal zmniejsza się, aż w wieku podeszłym znowu wykazują rozsianą lokalizację, ale bez dominującego charakteru [15]. Zaobserwowany nadmiar fal theta w płacie czołowym tłumaczy problemy z koncentracją i skupieniem uwagi u osób z ADD i ADHD. Jest też jednym z objawów depresji i epilepsji. Dlatego też panowanie nad falami theta usprawnia proces uczenia się i zwiększa kreatywność. Pozwala na odzyskiwanie materiału ukrytego w nieświadomości, zredukować

29 29 stres, pobudzić intuicję oraz percepcję pozazmysłową [20]. Nasilone występowanie fal theta, jaki i delta może być spowodowane przyjmowaniem leków neuroleptycznych (pochodnych fenotiazyny), które hamują występowanie fal alfa i beta. Fale theta biorą swój początek w hipokampie generującym elektryczną aktywność, która jest odpowiedzialna za pamięć i kojarzenie. Towarzysząc nam przez większą część snu przyswaja i utrwala wiedzę, dlatego też fale theta uważane są za klucz do pamięci i nauki. Fale theta z falami delta nazywane są falami wolnymi [15]. Po zapadnięciu w głęboki sen fale theta ustępują miejsca falom delta. Ryc. 9. Fale theta [37]. Fale delta δ znajdują się na częstotliwości od 0.5 do 4Hz i przekraczają amplitudę 100 mikrowoltów. Są mocno zsynchronizowane i najwolniejsze ze wszystkich fal mózgowych, dlatego też towarzyszą głębokiemu snu, kiedy nic się nie śni i śpiący znajduje się w pełnej nieświadomości. W tym właśnie czasie organizm regeneruje się i uwalnia do krwi hormon wzrostu (GH), hormon sterydowy DHEA (prawdopodobnie odpowiedzialny za spowalnianie procesów starzenia się) oraz melatoninę odpowiedzialną za regulację dobowego cyklu snu i czuwania oraz zegara biologicznego. Zmniejsza się poziom kortyzolu hormonu kory nadnerczy popularnie nazywanego hormonem stresu. Zarejestrowanie fal delta podczas czuwania osoby dorosłej oznacza występowanie zmian patologicznych w mózgu. Im wyższa częstotliwość, tym cięższe uszkodzenie. Jednak u dzieci nie oznaczają one żadnych nieprawidłowości, jak również u młodzieży w płacie potylicznym i osób starszych w okolicach skroniowych w niewielkiej ilości. W skutek treningu neurofeedback fal delta uzyskuje się bardzo głębokie odprężenie oraz senność.

30 30 Ryc. 10. Fale delta [37]. Fale gamma zostały odkryte niedawno, dlatego nie ma jeszcze żadnych szczegółowych prac na ich temat. Niektórzy naukowcy uważają je za fale o najwyższej częstotliwości. Ponieważ nie skonkretyzowano jeszcze danych, częstotliwość ich występowania wg jednych źródeł wynosi od 30 do 200, czy nawet 500 Hz, a wg innych od 36 do 44 Hz. Rozlokowane są na całym obszarze mózgu, jako jedyne fale mózgowe. Prawdopodobnie odpowiadają za przeżywanie bardzo silnych emocji, integracyjne myślenie oraz procesy skojarzeniowe. Nie opublikowano jeszcze artykułów na temat skutków terapią neurofeedback. Uważa się jedynie, iż podnoszą wydajność pracy twórczej i umysłowej, co wskazuje na wielka przydatność w procesie nauki. Ryc. 11. Fale gamma [37]. W zapisie EEG mogą występować fale patologiczne iglice i fale ostre. Ich obecność w połączeniu, lub bez z falami wolnymi wskazuje na wyładowania padaczkowe. Fale ostre, to przejściowe zjawiska o zmiennej amplitudzie. Mogą występować z falą delta i theta. Iglice, to wyładowania o różnorodnej amplitudzie i podobnie jak fale ostre, mogą występować z falami wolnymi [15].