Ritmul mu (ritmul μ, ritmul rolandic, ritmul senzoriomotor, ritmul arcoid, ritmul arcuat, ritmul pieptene, ritmul arcuat) - ritmul creierului - fluctuațiile periodice ale biopotențialelor cerebrale ale cortexului cerebral. la o frecvență de 8 - 13 Hz (cel mai adesea 9 - 11 Hz). Aceste fluctuații pot fi înregistrate folosind electroencefalografie (EEG), magnetoencefalografie (MEG) sau electrocorticografie (ECOG). Cel mai pronunțat în stare de odihnă fizică. Spre deosebire de ritmul alfa , care apare la o frecvență similară în partea din spate a capului deasupra cortexului vizual și în repaus, ritmul mu este localizat deasupra cortexului motor . La o persoană, suprimarea mu apare atunci când efectuează o mișcare sau, după un antrenament, când vizualizează (imagina) mișcarea. Această suprimare se numește desincronizare (scăderea amplitudinii semnalului) deoarece motivul apariției modelelor ritmice pe EEG este activitatea sincronă a unui număr mare de neuroni . În plus, ritmul mu este suprimat atunci când o persoană observă efectuarea mișcărilor altei persoane. Ramachandran și colegii au sugerat că acesta este un semn că sistemul neuronului oglindă este implicat în suprimarea ritmului mu [1] [2] , cu toate acestea, există oponenți ai acestei teorii [3] . Ritmul mu este de interes pentru mulți oameni de știință. De exemplu, când se studiază dezvoltarea sistemului nervos , sunt de interes detaliile formării ritmului mu în copilărie și în copilărie și rolul acestuia în procesele de învățare [4] . Deoarece unii cercetători cred că tulburarea din spectrul autismului (ASD) este în mare parte asociată cu modificări ale sistemului neuronului oglindă [1] [5] [6] , și că suprimarea mu reflectă activitatea neuronilor oglindă [2] , mulți dintre acești oameni de știință sunt interesat de studiul ritmului mu la persoanele cu tulburări din spectrul autist. Ritmul mu este utilizat pe scară largă în construcția interfețelor creier-calculator (MCI). Odată cu dezvoltarea sistemelor MCI, medicii speră să ofere persoanelor cu dizabilități severe noi modalități de comunicare, manipulare și mișcare în spațiu [7] .
Sistemul neuronului oglindă a fost descoperit în anii 1990 la macaci [6] . Cercetările au descoperit neuroni care se declanșează atunci când maimuțele îndeplinesc sarcini simple, precum și atunci când maimuțele privesc pe altcineva îndeplinește sarcini simple similare [8] . Acest lucru sugerează că acești neuroni joacă un rol important în procesarea de către creier a mișcărilor altor oameni fără repetarea lor fizică. Acești neuroni se numesc neuroni oglindă și formează sistemul de neuroni oglindă. Ritmul mu este suprimat atunci când acești neuroni se declanșează. Datorită acestui fenomen, oamenii de știință pot studia activitatea neuronilor oglindă la oameni [9] . Există dovezi că neuronii oglindă există atât la oameni, cât și la animalele non-umane. Se crede că neuronii oglindă la oameni sunt localizați în girusul occipitotemporal lateral drept , lobul parietal inferior stâng , lobul parietal anterior drept și girusul frontal inferior stâng [6] [10] [11] . Unii cercetători consideră că suprimarea ritmului mu poate fi o consecință a activității neuronilor oglindă și este o procesare integrativă la nivel înalt a activității sistemului neuronului oglindă [2] [12] [13] [14] . Studiile la maimuțe (folosind metode invazive de înregistrare) și oameni (folosind EEG și fMRI ) au arătat că neuronii oglindă nu numai că se declanșează în timpul activității motorii, ci și răspund la intenție [15] .
Ritmul central asemănător alfa, care răspunde cu o scădere a amplitudinii atât la mișcările independente, cât și la mișcări observate, se găsește la nou-născuți începând cu vârsta de 11 săptămâni la o frecvență de 3 Hz. Frecvența oscilațiilor sale crește rapid în primul an de viață și ajunge la 6-8 Hz. Majoritatea cercetătorilor tind să considere acest ritm central ca fiind ritmul mu al nou-născuților, care are aceeași natură ca la adulți. Odată cu vârsta, frecvența mu-ritmului continuă să crească, ajungând la 9 Hz până la vârsta de 4 ani și stabilizându-se la 10 Hz până la vârsta adultă [16] .
Ritmul mu este considerat un indicator al abilităților imitative ale sugarului . Abilitatea de a imita joacă un rol important în dezvoltarea abilităților motorii , utilizarea instrumentelor și înțelegerea cauzei și efectului prin interacțiunea socială [10] . Imitația este o parte esențială a dezvoltării abilităților sociale și a înțelegerii indiciilor non-verbale [4] . Ritmul mu este prezent atât la adulți, cât și la copii înainte și după efectuarea unei sarcini motorii, care este însoțită de desincronizarea acesteia. Cu toate acestea, la sugari în timpul efectuării mișcărilor intenționate, gradul de desincronizare este mai mare decât la adulți. O imagine similară este observată nu numai în timpul mișcărilor independente, ci și în timpul observării mișcărilor unei alte persoane [4] .
Autismul este asociat cu un deficit în interacțiunea socială și comunicare . Ritmul mu și sistemul neuronului oglindă sunt studiate pentru posibilul lor rol în dezvoltarea acestei boli. La o persoană sănătoasă, neuronii oglindă se declanșează atunci când efectuează acțiuni sau când observă o altă persoană care efectuează acțiuni. La persoanele cu autism, neuronii oglindă sunt activați (și prin urmare undele mu sunt suprimate) numai atunci când o persoană realizează o acțiune singură, dar nu și atunci când observă acțiunile altei persoane [1] [5] . Această descoperire i-a determinat pe unii oameni de știință să sugereze că autismul este asociat cu o funcționare defectuoasă a neuronilor oglindă, în care este dificil de înțeles intențiile și scopurile altor persoane [6] . Aceste deficiențe pot explica dificultatea pe care o au persoanele cu autism în comunicarea și înțelegerea altor persoane.
Interfețele brain-computer (BCI) sunt o tehnologie în curs de dezvoltare despre care se crede că într-o zi le va oferi persoanelor cu dizabilități o mai mare independență. Este de așteptat ca aceste tehnologii să poată ajuta persoanele care sunt aproape complet sau chiar complet paralizate, de exemplu, cu boli precum tetraplegia (cvadriplegia) sau scleroza laterală amiotrofică . BCI-urile pot ajuta astfel de pacienți să comunice sau chiar să le permită să controleze mișcarea scaunelor cu rotile și a neuroprotezelor [7] [17] . Un tip de MCI este o interfață care utilizează desincronizarea mu-rhythm condusă de evenimente pentru a controla un computer [7] . Această metodă de monitorizare a activității creierului se bazează pe faptul că atunci când un grup de neuroni este în repaus, aceștia tind să se declanșeze sincronizat. Dacă operatorul MKI își imaginează mental o mișcare („eveniment”), va avea loc desincronizarea (legată de „eveniment”). Neuronii care s-au declanșat anterior sincron își vor dobândi modelele de declanșare individuale, diferite. Acest lucru va duce la o scădere a amplitudinii semnalului înregistrat, care poate fi înregistrat și analizat cu ajutorul unui computer. Operatorii unor astfel de MKI sunt instruiți să vizualizeze mișcările picioarelor, brațelor și/sau limbii. Aceste părți ale corpului au zone de proiecție îndepărtate ale cortexului cerebral și, prin urmare, se disting cel mai ușor unele de altele pe baza înregistrărilor electroencefalogramei (EEG) sau electrocorticogramei (ECoG) de la electrozii plasați deasupra cortexului motor [7] [18] . Desincronizarea determinată de evenimente poate fi utilizată împreună cu alte metode de monitorizare a activității electrice a creierului, permițând crearea de BCI-uri hibride, care de multe ori se dovedesc a fi mai eficiente decât BCI-urile folosind o singură metodă de monitorizare [7] [18] .
Mu-rhythm a fost descris pentru prima dată de Gasteau în 1952 [19] și a fost caracterizat de el drept „ ritmul în arceau ” pentru forma sa de undă arcuită caracteristică. Mai târziu, în literatura electroencefalografică, ritmul mu a fost numit ritmul roland sau alfa central, deoarece focarul său este situat în apropierea șanțului central (roland) al cortexului cerebral, iar frecvența de oscilație coincide cu frecvența ritmului alfa occipital . 16] . Cu toate acestea, multă vreme nu i s-a acordat prea multă importanță, întrucât se credea că apare doar la o mică parte a oamenilor [2] . Utilizarea tehnicilor moderne de analiză a semnalului, cum ar fi analiza componentelor independente , a dovedit prezența ritmului mu la majoritatea oamenilor sănătoși [20] .
Spre deosebire de ritmul α, ritmul μ este activat în timpul stresului mental și stresului mental. Efectuarea oricăror mișcări, indiferent de structura lor, puterea, caracteristicile temporale, spațiale, este întotdeauna însoțită de blocarea ritmului μ. Ritmul este, de asemenea, blocat de o reprezentare mentală a mișcării, de o stare de pregătire pentru mișcare sau de stimulare tactilă. Puțin reacționează la efectele altor stimuli, cum ar fi lumina și sunetul [2] . Se exprimă la nevăzători, care compensează pierderea vederii prin dezvoltarea explorării tactile și motorii a mediului, la care apare de trei ori mai des decât la văzători. De asemenea, ritmul μ este exprimat la sportivi (de cinci ori mai des decât la non-sportivi) [21] .
| Ritmuri EEG | |
|---|---|