Gama vlna je vzorec neurální oscilace u lidí s frekvencí mezi 25 až 100 Hz, ačkoliv typická je frekvence 40 Hz.
Podle populární teorie mohou být gama vlny zapleteny do vytváření jednoty vědomého vnímání (vazebný problém). Na teorii však nepanuje shoda; jak naznačuje jeden výzkumník:
Gama vlny byly zpočátku ignorovány před rozvojem digitální elektroencefalografie, protože analogová elektroencefalografie je omezena na záznam a měření rytmů, které jsou obvykle menší než 25 Hz. Jedna z prvních zpráv o nich byla v roce 1964 pomocí záznamů elektrické aktivity elektrod implantovaných do zrakové kůry opic v bdělém stavu.
Souvisí to s jednotou vědomí?
Myšlenka, že odlišné oblasti v mozku jsou stimulovány současně, byla naznačena zjištěním v roce 1988, že dva neurony synchronně oscilují (i když nejsou přímo spojeny), když jediný vnější objekt stimuluje jejich příslušné vnímavé pole. Následné experimenty mnoha dalších demonstrovaly tento jev v širokém spektru vizuálního poznávání. Zejména
Francis Crick a Christof Koch v roce 1990 argumentovali, že existuje významný vztah mezi vazebným
problémem a problémem vizuálního vědomí a v důsledku toho, že
synchronní 40 Hz oscilace mohou být kauzálně zapleteny do vizuálního vnímání
stejně jako do vizuální vazby. Později titíž autoři vyjádřili skepsi nad myšlenkou, že 40 Hz oscilace je dostatečnou podmínkou pro vizuální vnímání.
Hlavní článek Andrease K. Engela a kol. v časopise Consciousness and Cognition (1999), který argumentuje pro časovou synchronizaci jako základ pro vědomí, definuje hypotézu gama vlny takto:
Navrhovaný mechanismus je, že gama vlny se vztahují k nervovému vědomí prostřednictvím mechanismu pro vědomí pozornosti:
Tvrdí se tedy, že když všechny tyto neuronální shluky společně oscilují během těchto přechodných období synchronizovaných výstřelů, pomáhají vyvolat vzpomínky a asociace od vizuálního příkazu k jiným představám.
To spojuje distribuovanou matrici kognitivních procesů dohromady a vytváří koherentní, sladěný kognitivní akt, jako je vnímání. To vedlo k teoriím, že gama vlny jsou spojeny s řešením vazebného problému.
Gama vlny jsou pozorovány jako nervová synchronizace z vizuálních podnětů při vědomí i v podprahových podnětech. Tento výzkum také osvětluje, jak může nervová synchronizace vysvětlit stochastickou rezonanci v nervovém systému. Jsou také zapojeny do REM spánku, který zahrnuje vizualizace, a také během anestezie.
Studie z roku 2009 publikovaná v časopise Nature úspěšně indukovala gama vlny v myších mozcích. Výzkumníci provedli tuto studii pomocí optogenetiky (metoda kombinování genetického inženýrství se světlem za účelem manipulace s aktivitou jednotlivých nervových buněk). Protein channelrhodopsin-2 (ChR2), který senzibilizuje buňky na světlo, byl geneticky upraven na tyto myši, konkrétně aby byl exprimován v cílové skupině interneuronů. Tyto rychle se zvětšující (FS) interneurony, známé vysokou elektrickou aktivitou, byly poté aktivovány optickým vláknem a laserem – druhý krok v optogenetice. Tímto způsobem byla buněčná aktivita těchto interneuronů manipulována v kmitočtovém rozsahu 8–200 Hz. Studie přinesla empirický důkaz indukce gama vln v přibližném intervalu 25–100 Hz. Gama vlny byly nejvíce patrné při frekvenci 40 Hz; to naznačuje, že gama vlny vyvolané FS manipulací jsou vlastností rezonujícího mozkového obvodu. Toto je první studie, ve které bylo prokázáno, že stav mozku může být vyvolán aktivací specifické skupiny buněk.
Experimenty na tibetských buddhistických mniších ukázaly korelaci mezi transcendentálními duševními stavy a gama vlnami.
Navrhované vysvětlení je založeno na skutečnosti, že gama je vnitřně lokalizovaná. Neurovědec Sean O’Nuallain naznačuje, že právě tato existence synchronizované gamy naznačuje, že dochází k něčemu podobnému singularitě – nebo, abychom byli prozaičtější, vědomé zkušenosti. Tato práce přináší experimentální a simulovaná data, která ukazují, že to, co mají meditační mistři společné, je schopnost uvést mozek do stavu, ve kterém je maximálně citlivý.
Jak bylo naznačeno výše, gama vlny byly pozorovány u tibetských buddhistických mnichů. Studie z roku 2004 zahrnovala osm dlouhodobých tibetských buddhistických praktikujících meditaci a pomocí elektrod sledovali vzorce elektrické aktivity produkované jejich mozky při meditaci. Výzkumníci porovnávali mozkovou aktivitu mnichů se skupinou začínajících meditujících (studie tyto subjekty meditovaly hodinu denně po dobu jednoho týdne před empirickým pozorováním). V normálním meditačním stavu bylo prokázáno, že obě skupiny mají podobnou mozkovou aktivitu. Nicméně, když bylo mnichům řečeno, aby během meditace vyvolali objektivní pocit soucitu, jejich mozková aktivita začala hořet rytmickým, koherentním způsobem, což naznačuje, že neuronální struktury hořely v harmonii. To bylo pozorováno při frekvenci 25–40 Hz, rytmu gama vln. Tyto gama-pásové oscilace v mozkových signálech mnicha byly největší zaznamenané u lidí (kromě těch ve stavech, jako jsou záchvaty). Naopak tyto oscilace gama pásma byly u začínajících meditujících mizivé. I když se ukázalo, že řada rytmických signálů se u začínajících meditujících s dalšími zkušenostmi s cvičením posilovala, což naznačuje, že schopnost jednoho produkovat gama pásmo rytmu je trénovatelná.
Takové důkazy a výzkumy kmitání gama pásem mohou vysvětlovat zvýšený pocit vědomí, blaženosti a intelektuální bystrosti po meditaci. Zejména je známo, že meditace má řadu zdravotních výhod: snížení stresu, zvýšení nálady a prodloužení délky života mysli a jejích kognitivních funkcí. Současný dalajláma každé ráno čtyři hodiny medituje a říká, že je to těžká práce. Rozvádí, že pokud neurověda dokáže sestrojit způsob, jak může sklízet psychologické a biologické plody meditace, aniž by každé ráno absolvoval praxi, byl by schopen tuto inovaci přijmout. Výše zmíněná studie, ve které byly u myší vyvolány gama stavy, může být krokem tímto směrem.
Nicméně zastánci jako O’Nuallain a Andreas Engel tvrdí, že gama důkazy přetrvávají i při pečlivém oddělování signálů.
Nedávné studie využívající magnetoencefalografii (MEG), která netrpí potenciálními artefakty spojenými s EEG, navíc identifikovaly gama aktivitu spojenou se smyslovým zpracováním, především ve zrakové kůře.
S ohledem na tuto teorii zůstává nevysvětlena řada otázek ohledně detailů, jak přesně časová synchronizace vede k vědomému vědomí nebo jak nové vnímání „volá“ po synchronizaci atd.
Gama a negativní emoce
Zdá se, že gama vlny se také podílejí na zpracování negativních podnětů. Nejenže jsou výraznější v částech mozku, které se vztahují k emocím, jako je amygdala, ale podle Oyi a kol. (2002), kdy byly subjektům předkládány negativní podněty, došlo ke zvýšení gama síly ve srovnání s případy, kdy byly předkládány neutrální nebo pozitivní podněty. Navíc Oathes a kol. (2008), že osoby s obecnou úzkostnou poruchou (GAD) měly po zákroku vyvolávajícím úzkost vyšší delta vlny.
Rychlý spánek očních pohybů · Non-rychlý spánek očních pohybů · spánek pomalých vln · spánek beta vln · spánek delta vln · spánek gama vln · spánek Theta vln
Syndrom pokročilé fáze spánku · Automatické chování · Porucha spánku s cirkadiánním rytmem · Syndrom opožděné fáze spánku · Dyssomnie · Hypersomnie · Nespavost · Narkolepsie · Noční děs · Nokturie · Noční myoklonus · Syndrom spánku a bdění po 24 hodinách · Ondinova kletba · Parasomnie · Spánková apnoe · Spánková deprivace · Spavost · Spavá nemoc · Spavost
Stavy vědomí ·Dream · Dream content · Exploding head syndrome · False awakening · Hypnagogia · Hypnic jerk · Lucid dream · Nightmare · Nocturnal emission · Sleep paralysis · Somnolence ·
Chronotyp · Léčba elektrolýzou · Hypnotické drogy · Napping · Jet lag · Lullaby · Polyfázický spánek · Segmentovaný spánek · Siesta · Spánek a učení · Spánkový dluh · Spánková setrvačnost · Spánek nástup · Léčba spánku · Spánkový cyklus probuzení · Chrápání