Bereitschaftspotential

V neurologii je Bereitschaftspotential nebo BP (z němčiny „pohotovostní potenciál“), také nazývaný pre-motorický potenciál nebo pohotovostní potenciál (RP), měřítkem aktivity v motorické kůře mozku vedoucí až k dobrovolnému pohybu svalů. BP je projevem kortikálního příspěvku k pre-motorickému plánování dobrovolného pohybu. Poprvé byl zaznamenán a zaznamenán v roce 1964 Hansem Helmutem Kornhuberem a Lüderem Deeckem na univerzitě ve Freiburgu v Německu. V roce 1965 se celá publikace objevila po mnoha kontrolních experimentech.

Na jaře roku 1964 zašli Hans Helmut Kornhuber (tehdejší docent a vedoucí lékař katedry neurologie, vedoucí profesor Richard Jung, univerzitní nemocnice Freiburg im Breisgau) a Lüder Deecke (jeho doktorand) na oběd do ‚Gasthaus zum Schwanen‘ na úpatí Schlossbergského vrchu. Seděli sami v zahradě pro hosty a diskutovali o své frustraci z výzkumu mozku jako pasivního systému, který převládá po celém světě, a o své touze zkoumat vlastní činnost.

Možnost provádět výzkum elektrických mozkových potenciálů předcházejících dobrovolným pohybům přišla s příchodem „počítače průměrných přechodných“, prvního, primitivního nástroje, který byl v té době k dispozici ve Freiburgské laboratoři. V elektroencefalogramu lze vidět jen málo předcházejících úkonů, kromě nestálého zmenšení α- (nebo μ-) rytmu. Mladí výzkumníci uložili elektroencefalogram a elektromyogram samoiniciačních pohybů (rychlých ohybů prstů) na pásek a analyzovali mozkové potenciály předcházejících pohybů časově obrácených se začátkem pohybu jako spouštěče, přičemž pásku doslova otočili k analýze, protože neměli žádné zpětné přehrávání nebo programovatelný počítač. Potenciál předcházející lidskému dobrovolnému pohybu byl objeven a publikován ve stejném roce (Kornhuber & Deecke 1964). Po podrobném zkoumání a kontrolních experimentech, jako jsou pasivní pohyby prstů, byl publikován Citation Classic s termínem Bereitschaftspotential.

Wang, Yijun; Zhang, Zhiguang; Li, Yong; Gao, Xiaorong; Gao, Shangkai; Yang, Fusheng BCI competition 2003-data set IV:Algoritmus založený na CSSD a FDA pro klasifikaci EEG v rámci jednoho pokusu. IEEE Transactions on Biomedical Engineering. Vol. 51, no. 6, pp. 1081-1086. June 2004.

Doporučujeme:  Wolfgang Prince

Typický záznam Bereitschaftspotential

BP je desetkrát až stokrát menší než α-rytmus EEG; pouze zprůměrováním, vztažením elektrických potenciálů k nástupu pohybu se stává zjevným. Obrázek ukazuje typické pomalé posuny kortikálního stejnosměrného potenciálu, nazývaného Bereitschaftspotential, předcházející volicionálním, rychlým ohybům pravého ukazováčku. Svislá čára ukazuje okamžik spuštění t = 0 (první aktivita v EMG agonistického svalu). Zaznamenávající pozice jsou levé prekurzorové (L prec, C3), pravé prekurzorové (R prec, C4), střední parietální (Pz); jedná se o unipolární záznamy se spojenýma ušima jako referencí. Rozdíl mezi BP v C3 a v C4 je zobrazen v nejnižším grafu (L/R prec). Nahrazeny jsou výsledky osmi experimentů získaných u stejného subjektu (B.L.) v různých dnech.

Bereitschaftspotential byl přijat vědeckou obcí s velkým zájmem, jak se odráží v poznámce sira Johna Ecclese: „Existuje rozkošná paralela mezi těmito působivě jednoduchými experimenty a experimenty Galilea Galileiho, který zkoumal zákony pohybu vesmíru s kovovými koulemi v nakloněné rovině.“ Zájem byl ještě větší v psychologii a filozofii, protože vůle je tradičně spojována s lidskou svobodou (srov. Kornhuber 1984). Duch doby však byl v těchto letech ke svobodě nepřátelský; věřilo se, že svoboda je iluze. Tradice behaviourismu a Freudismu byla deterministická. Zatímco vůle a vůle byly často vedoucími pojmy v psychologických výzkumných pracích před a po první světové válce a dokonce i během druhé války, po skončení druhé světové války se tento stav snížil a v polovině šedesátých let tato klíčová slova zcela zmizela a byla zrušena v tezauru Americké psychologické asociace. BP je elektrickým znamením účasti doplňkové motorické oblasti (SMA) před volním pohybem, který zahajuje činnost před primární motorickou oblastí. BP uspíšila celosvětovou diskusi o svobodné vůli (srov. nedávnou knihu „The Bereitschaftspotential“,.

EEG a EMG se používají v kombinaci s bayesovskou inferencí k výstavbě bayesovských sítí, které se pokoušejí předpovídat obecné vzorce palby motorických záměrů neuronových akčních potenciálů. Výzkumníci, kteří se pokoušejí vyvinout neintervenční rozhraní mezi mozkem a strojem, se o to zajímají, stejně jako systémová analýza, operační výzkum a epistemiologie (např. v diskuzi byl navržen Smithův prediktor).

Doporučujeme:  Technický personál

Metoda BP byla široce využívána. Ve studiích využívajících vědomé zkušenosti pomocí introspekce a BP byl vypracován časový sled událostí v tom smyslu, že BP začal asi o 0,35 sekundy dříve než vědomé vědomí subjektu, že ‚nyní cítí touhu udělat pohyb‘. Libet dochází k závěru, že nemáme svobodnou vůli při iniciaci našich pohybů, zatímco při kontrole pohybu máme, protože subjekty v jeho experimentech byly schopny úspěšně na poslední chvíli ‚vetovat‘ zamýšlený pohyb, tj. Libet spojí zcela s vědomím. Je však třeba vzít v úvahu, že v našem mozku máme vědomé a nevědomé záležitosti a obojí je důležité. Navíc vědomí má vždy zpoždění jak ve smyslovém systému (např. uvědomění si bolesti), tak v motorickém systému. V experimentech jako je tento, nelze řešit otázku svobodné vůle. Otázka svobodné vůle byla zodpovězena již před experimentem, kdy subjekt souhlasil s obecným pokynem experimentátora. Otázka svobodné vůle je tedy vyřešena jednou a ne každým z přibližně 200 jednotlivých pohybů nutných pro zprůměrování BP. Během experimentu jsou subjekty v experimentální ‚množině‘ a pohyby dělají celkem automaticky. Frontální kůra, která je kompetentní pro vůli a vůli, deleguje provádění pohybů na jiné mozkové struktury, jako jsou bazální ganglie a primární motorická kůra (MI). Doplňková motorická oblast (SMA) jako generátor pro raný BP (BP1) patří do čelního laloku. Podle Libetových experimentů BP1 ještě není doprovázena vědomím. Když informace putovala ze SMA přes bazální ganglie (motorická smyčka) do primární motorické kůry MI (pozdní BP, BP2), je vědomí očividně zapnuto, aby se provedly změny a adaptace na okamžitou situaci s extrémem jeho úplného vetování, nejdůležitějším důvodem pro potřebu vědomí je učit se z pohybu (viz níže „další čtení“).