θ 波

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呢個腦電波喺 1 秒之內有大約 7 個波,頻率大約 7 Hz,屬 Theta 波。

θ 波英文theta wave)係腦電波嘅一種,指頻率處於 4 至 6 Hz 之間嘅腦電波[1][2]。佢可以用腦電圖嘅方法喺頭皮嗰度探測得到,跟手再用好似係 EEGLAB 等嘅工具分析。Theta 波有得再細分做兩種:海馬體 Theta 波(hippocampal theta)同埋大腦皮層 Theta 波(cortical theta),前者係指喺海馬體(hippocampus)嗰頭探測到嘅 Theta 波,呢種波喺多種哺乳類入面都會出現,而後者係指喺頭皮嗰度探測到嘅 Theta 波,主要喺人類當中探測到[3]

大家鼠神經科學心理學上海馬體 Theta 波研究常用嘅研究對象。喺大家鼠入面,Theta 波好容易可以喺海馬體嗰度探測得到[4],亦都會喺其他大腦皮層或者皮層以下嘅結構嗰度出現。頻率喺 6 到 10 Hz 之間嘅海馬體 Theta 波會喺隻大家鼠主動噉探索緊佢周圍環境(例如係行嚟行去或者周圍嗍)或者快速動眼睡眠(REM)嗰陣出現。低頻啲(6 - 7 Hz)嘅 Theta 波有陣時會喺隻大家鼠唔郁但係有警戒性嗰時出現。當隻大家鼠食緊嘢、梳理緊自己、或者瞓緊覺嘅時候,海馬體嘅 Theta 波通常會出現冇節奏性嘅活動規律。其他物種當中嘅 Theta 波同大家鼠嘅有些少唔同,例如係兔仔嘅 Theta 波頻率會低啲(4 - 6 Hz 左右);喺蝙蝠當中嘅 Theta 波似乎興喺隻蝙蝠用反響定位嗰陣會有短暫爆發性嘅活動;而喺人類當中海馬體 Theta 波就最常喺記憶嘅產生同埋探索四周圍環境嗰時有強嘅活動[1][2]

人類所具有嘅大腦皮層 Theta 波喺功能上同海馬體 Theta 波幾唔同,首先呢種活動同海馬體冇乜啦掕。大腦皮層 Theta 波喺細嘅細路嘅腦當中成日出現,而喺大個少少嘅細路同埋大人嗰度,Theta 波就最常會喺冥想瞌眼瞓、受催眠咗、或者係瞓覺嘅某啲階段嗰度出現(但係喺瞓得瞓最深嗰啲階段就好少可會見到)[5][6][7]。腦嘅某啲異常會引致 Theta 波嘅活動異常噉勁。

Theta 波個名出自希臘字母當中嘅「θ」。

命名問題[編輯]

「Theta 波」呢個名可以有兩個意思:

  1. 某一種會喺大家鼠嘅海馬體同相連腦區嗰度出現嘅腦電波;或者
  2. 頻率喺 4 至 7 Hz 之間嘅腦電波,無論佢哋喺個腦邊忽出現都好(好多時同海馬體冇啦掕)。

呢兩種 Theta 波查實嚴格嚟講應該係屬兩種唔同嘅腦電波,理由如下:喺 1920 年代嘅早期腦電研究當中,啲神經科學家同心理學家興用好似係「α」同埋「β」呢啲希臘字母嚟幫唔同類型嘅腦電波改名,主要做法係將腦電波以頻率嚟分類,再每個頻寬都攞個希臘字母嚟做俾佢個名;喺大家鼠嘅海馬體當中探測到嘅腦電波因為頻率喺 Theta 波嘅頻寬入面,所以俾呢啲早期嘅研究者歸咗類做 Theta 波[8];但係查實噉樣做係唔正確嘅,因為大家鼠嘅海馬體出現嗰啲「Theta 波」嘅頻率平均會喺 8 Hz 左右,而且更加重要嘅係,呢啲波唔似得其他物種嘅腦嘅 Theta 波噉,頻率會跌到落去 4 到 6 Hz 嗰度[9];所以嚴格嚟講,學界家陣都認為上述呢兩種「Theta 波」唔應該當係同一種腦電波。而廿一世紀嘅神經科學界一般都認同,「將大家鼠嘅海馬體嗰啲頻率 8 Hz 左右嘅腦電波當做 Theta 波」呢種做法純粹係因為學界都習慣咗。

海馬體 Theta 波[編輯]

老鼠嘅腦電圖數據樣本;喺佢瞓醒同快速動眼睡眠嗰陣,佢個腦有 Theta 波活動。

海馬體有多層好密嘅神經組織,會產生大過多數腦區嘅腦電訊號。喺某一啲情況之下,幅腦電圖會俾頻率 4 至 10 Hz 嘅波霸住嗮,而且呢種活動仲會持續好多秒,呢種腦電規律就係所謂嘅「海馬體 Theta 波」,又有叫節奏性慢活動(Rhythmic Slow Activity;RSA),後者呢個名係因為呢種 Theta 波活動同正常嘅海馬體腦電活動比起上嚟又慢又有節奏。

喺大家鼠當中,海馬體 Theta 波主要喺兩個情況之下會出現:第一係當隻動物喺度跑緊步、行緊路、受驚[10]、或者係以第啲方法活躍噉同佢周圍嘅環境互動緊嗰陣;第二係當隻動物喺度進行緊快速動眼睡眠嗰陣時[11]。跑步嗰陣嘅 Theta 波嘅頻率會隨住跑步速度上升,由 6.5 Hz 開始,而當隻動物以佢嘅最大速度跑嗰時會升到去 9 Hz,呢種高頻 Theta 波喺隻動物短暫時間之內突然間加速(好似係飛跳)嗰陣時都會出現。呢類嘅腦電活動喺同海馬體有相連嘅腦區嗰度都會出現[12]

海馬體 Theta 波同啲乜嘢活動有關會隨物種而有啲唔同,例如貓同免仔嘅腦會喺隻動物唔郁但係有警覺性嘅時候有海馬體 Theta 波,而且一般嚟講,大隻啲嘅動物嘅海馬體 Theta 波會低頻啲[13]

第一型同第二型[編輯]

喺 1975 年,有班神經科學家提出話大家鼠嘅海馬體 Theta 波有得再細分做兩種具有唔同行為同藥理特徵嘅腦電波[14]。第一型嘅海馬體 Theta 會喺隻動物做移動運動(locomotion;包括跑同跳等等)同埋其他自主嘅郁動仲有係快速動眼睡眠嗰陣出現,頻率大約係喺 8 Hz 左右;第二型嘅海馬體 Theta 會喺隻動物唔郁(可以係因為有獵食者喺附近而驚到企喺度唔郁)又或者俾人用胺基甲酸乙酯(urethane)麻醉咗嗰陣時出現[13],頻率大約喺 4 至 7 Hz 之間。呢兩種 Theta 波對阿托品(Atropine)呢種藥嘅反應好唔同,第一型嘅海馬體 Theta 唔受阿托品影響,而第二型嘅海馬體 Theta 會喺隻動物服用咗阿托品之後消失[14]。打後嘅研究對於呢兩種 Theta 嘅特徵有些少爭詏,但係大致上贊同呢種分類法。

同行為嘅啦掕[編輯]

有神經科學研究指出,「一隻動物做緊乜嘢」可以攞嚟預測佢個海馬體有冇 Theta 波活動,而「隻動物點解做緊嗰樣嘢」就唔能夠預測 Theta 波[11]。活躍嘅郁動-好似係跑步、跳躍、撳掣、或者周圍嗍呀噉-可靠噉同海馬體 Theta 有正關聯,而唔活躍嘅狀態-好似係食嘢或者梳理自己-就同冇規律嘅海馬體腦電活動成正關聯。研究仲發現,海馬體 Theta 會喺個動作嘅幾百毫秒之前出現,似乎反映咗郁動嘅意慾多過郁動本身[15],而且隻動物郁起上愈快,反映嗰個郁動嘅海馬體 Theta 嘅頻率就會愈高。有神經科學家指出,海馬體 Theta 波可能反映咗個腦嘗試做「將感官訊息同運動輸出結合埋一齊」呢樣作業[16]。喺大家鼠當中,最慢嘅郁動會令到個海馬體有大約 6.5 Hz 左右嘅 Theta 波,而最快嘅郁動會令到個海馬體有 9 Hz 左右嘅 Theta 波,喺隻動物做一啲極快嘅活動(好似係大啲嘅跳躍)嗰陣個腦會有好短暫嘅高頻 Theta 波。

同記憶嘅啦掕[編輯]

喺大家鼠等嘅嚙齒目當中,海馬體 Theta 波會喺做緊要求短期記憶嘅作業嗰陣出現(喺人類當中都係噉)[17]。研究顯示,呢啲 Theta 節奏反映咗個海馬體喺度做緊嘢("online"),準備好隨時接收由第啲腦區嗰度嚟嘅訊號[18]。一般嚟講,學界都同意 Theta 波係幫到手做空間上嘅學習同埋探索[19]

Theta 波對於長期增強作用(Long-term potentiation;一種令到長期記憶得以產生嘅過程)嘅始動嚟講不可或缺。電生理學研究顯示,神經細胞之間嗰啲突觸(synapse)以及海馬體 CA1 區所受嘅輸入同持續嘅 Theta 活動有關,所以有神經科學家提出咗個假說,話 Theta 活動嘅主要作用係分開個腦處理緊嘅嗰啲感官刺激同埋由呢啲刺激所引致嘅記憶提取過程,等兩者唔會互相干擾[20][21]

靈長目嘅 Theta 波[編輯]

對於人類同第啲靈長目動物嘅腦嘅 Theta 波,廿一世紀初嘅神經科學界對佢哋認識冇噉深:海馬體喺個腦入面好深嘅區域,所以如果要量度佢嘅活動,就實要開刀將啲量度用嘅電極植入去個腦裏面嘅地方,呢種做法喺研究嚙齒目嗰陣行得通,但係喺人類研究嗰度用就會引起道德上嘅爭議,但係非入侵性嘅做法(喺個人嘅頭皮嗰度黐電極)通常都淨係量度得到大腦皮層(人腦最外面嗰浸)嘅腦電活動,量度唔到海馬體呢啲噉入嘅腦區嘅活動。因為噉,喺人類身上做嘅 Theta 波研究好多時都會比較困難啲,好多時就算量度到 Theta 波都未必做到揾出個波由個腦邊忽產生[22][23]

有關人類 Theta 波嘅研究(尤其係有關海馬體 Theta 波嘅)主要嚟自對發羊吊病人嘅研究,因為呢啲病人好多時個腦入面都會有啲電極喺度幫佢哋手控制發羊吊嘅情形[24]。呢啲研究發現,人類嘅海馬體同大腦皮層嗰度都會有 4 至 7 Hz 嘅 Theta 腦電波,而人類嘅海馬體 Theta 波同快速動眼睡眠以及係由瞓緊都醒咗嘅轉化有關,呢啲海馬體 Theta 波通常會以短暫(短過 1 秒)爆發式噉出現。大腦皮層嘅 Theta 波會喺個人瞓醒又或者靜止但係醒住嗰陣出現。另一點係,大腦皮層嘅 Theta 波同海馬體 Theta 波並冇相關,所以俾學界認為係由唔同嘅機制產生嘅。

睇埋[編輯]

腦電波[編輯]

參考書[編輯]

  • Brazier, M. A. B. (1970), The Electrical Activity of the Nervous System, London: Pitman.

[編輯]

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  2. 2.0 2.1 Ekstrom, Arne D. (2005). "Human hippocampal theta activity during virtual navigation". Hippocampus. 15: 881–889.
  3. Klimesch, W. (1999). EEG alpha and theta oscillations reflect cognitive and memory performance: a review and analysis. Brain research reviews, 29(2-3), 169-195.
  4. Buzsáki, G. (2002). Theta oscillations in the hippocampus. Neuron, 33(3), 325-340.
  5. "The remarkable thing, however, is that as the meditators signalled that they had entered into the state of mental silence, or “thoughtless awareness”, another form of brain wave activity emerged which involved “theta waves” focused specifically in the front and top of the brain in the midline." Researching Meditation.
  6. Aftanas, LI; Golocheikine, SA (September 2001). "Human anterior and frontal midline theta and lower alpha reflect emotionally positive state and internalized attention: high-resolution EEG investigation of meditation". Neuroscience Letters. 310 (1): 57–60.
  7. Jensen MP, Adachi T, Hakimian S (2015). "Brain Oscillations, Hypnosis, and Hypnotizability". The American Journal of Clinical Hypnosis. 57 (3): 230–53.
  8. Stumpf, C (1965). "Drug action on the electrical activity of the hippocampus". Int Rev Neurobiol. 8: 77–138.
  9. Green, JD; Arduini A (1954). "Hippocampal activity in arousal". J Neurophysiol. 17 (6): 533–57.
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  13. 13.0 13.1 Sainsbury, RS; Heynen A; Montoya CP (1987). "Behavioral correlates of hippocampal type 2 theta in the rat". Physiol Behav. 39 (4): 513–519.
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  22. Green, JD; Arduini A (1954). "Hippocampal activity in arousal". J Neurophysiol. 17 (6): 533–57
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  24. Cantero JL, Atienza M, Stickgold R, Kahana MJ, Madsen JR, Kocsis B (2003). "Sleep-dependent theta oscillations in the human hippocampus and neocortex". J Neurosci. 23 (34): 10897–903.