Potenciál připravenosti

V neurologii se Bereitschaftspotential neboli BP (z němčiny „potenciál připravenosti“), nazývaný také předmotorický potenciál nebo potenciál připravenosti (RP), je měřítkem aktivity v motorické kůře mozku vedoucí k dobrovolnému svalovému pohybu. BP je projevem korového příspěvku k předmotorickému plánování volního pohybu. Poprvé byl zaznamenán a popsán v roce 1964 Hansem Helmutem Kornhuberem a Lüderem Deeckem na univerzitě ve Freiburgu v Německu. V roce 1965 se po mnoha kontrolních experimentech objevila úplná publikace.

Na jaře 1964 se Hans Helmut Kornhuber (tehdy docent a vedoucí lékař neurologického oddělení, vedoucí profesor Richard Jung, univerzitní nemocnice Freiburg im Breisgau) a Lüder Deecke (jeho doktorand) vydali na oběd do „Gasthaus zum Schwanen“ na úpatí kopce Schlossberg. Seděli sami na zahrádce pro hosty a diskutovali o svém zklamání z výzkumu mozku jako pasivního systému, který převládá po celém světě, a o své touze zkoumat činnost, kterou člověk sám iniciuje.

Možnost výzkumu elektrických mozkových potenciálů předcházejících dobrovolným pohybům se objevila s příchodem „počítače průměrných přechodových jevů“, prvního primitivního přístroje, který byl v té době ve freiburské laboratoři k dispozici. Na elektroencefalogramu lze pozorovat jen málo jevů, které předcházejí činnosti, kromě nestálého poklesu rytmu α- (nebo μ-). Mladí výzkumníci ukládali elektroencefalogram a elektromyogram samočinných pohybů (rychlé ohýbání prstů) na pásku a analyzovali mozkové potenciály předcházející pohybům časově obráceným se začátkem pohybu jako spouštěčem, přičemž pásku pro analýzu doslova převraceli, protože neměli k dispozici zpětné přehrávání ani programovatelný počítač. Potenciál předcházející lidskému dobrovolnému pohybu byl objeven a publikován v témže roce (Kornhuber & Deecke 1964). Po podrobném zkoumání a kontrolních experimentech, jako byly 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:An algorithm based on CSSD and FDA for classifying single-trial EEG. IEEE Transactions on Biomedical Engineering. Vol. 51, no. 6, pp. 1081-1086. Červen 2004.

Doporučujeme:  Systém 10-20

Typický záznam Bereitschaftspotential

BP je desetkrát až stokrát menší než α-rytmus EEG; teprve zprůměrováním, vztažením elektrických potenciálů k nástupu pohybu se stane zřejmým. Obrázek ukazuje typické pomalé posuny kortikálního stejnosměrného potenciálu, nazývané Bereitschaftspotential, které předcházejí voltivním, rychlým flexím pravého ukazováčku. Svislá čára označuje okamžik spuštění t = 0 (první aktivita v EMG agonistického svalu). Pozice záznamu jsou levá precentrální (L prec, C3), pravá precentrální (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). Navrstveny jsou výsledky osmi experimentů, jak byly získány u téhož subjektu (B. L.) v různých dnech.

Vědecká komunita přijala Bereitschaftspotential s velkým zájmem, což se projevilo i v komentáři sira Johna Ecclese: „Existuje nádherná paralela mezi těmito působivě jednoduchými experimenty a pokusy Galilea Galileiho, který zkoumal zákony pohybu vesmíru s kovovými koulemi na nakloněné rovině“. Zájem o ně byl v psychologii a filozofii ještě větší, protože vůle je tradičně spojována s lidskou svobodou (srov. Kornhuber 1984). Duch doby byl však v těchto letech vůči svobodě nepřátelský; věřilo se, že svoboda je iluze. Tradice behaviorismu a freudismu byla deterministická. Zatímco před první světovou válkou a po ní, a dokonce i během druhé světové války, byly vůle a vloha často vůdčími pojmy v psychologických výzkumných pracích, po skončení druhé světové války to pokleslo a v polovině šedesátých let tato klíčová slova zcela zmizela a byla zrušena v tezauru Americké psychologické asociace. BP je elektrický příznak účasti doplňkové motorické oblasti (SMA) před volním pohybem, která zahajuje činnost před primární motorickou oblastí. BP předznamenal celosvětovou diskusi o svobodné vůli (srov. nedávno vydanou knihu „The Bereitschaftspotential“,.

EEG a EMG se používají v kombinaci s bayesovskou inferencí ke konstrukci bayesovských sítí, které se pokoušejí předpovědět obecné vzorce odpalování akčních potenciálů motorických neuronů. Zájem o ně mají výzkumníci, kteří se pokoušejí vyvinout neintruzivní rozhraní mozek-stroj, stejně jako systémová analýza, operační výzkum a epistemiologie (v diskusi byl navržen např. Smithův prediktor).

Doporučujeme:  Klasifikace duševních poruch

Metoda BP byla hojně využívána. Ve studiích využívajících vědomou zkušenost pomocí introspekce a BP byla vypracována časová posloupnost událostí tak, že BP začala asi o 0,35 s dříve než vědomé uvědomění subjektu, že „nyní cítí touhu udělat pohyb“. Libet dochází k závěru, že při zahájení pohybu nemáme svobodnou vůli, zatímco při řízení pohybu ano, protože subjekty v jeho experimentech dokázaly úspěšně v poslední chvíli položit „veto“ zamýšlenému pohybu, tj. Libet vůli zcela spojuje s vědomím. Je však třeba vzít v úvahu, že v našem mozku máme vědomé i nevědomé záležitosti a obě jsou důležité. Navíc vědomí má vždy zpoždění jak ve smyslovém systému (např. vědomí bolesti), tak v pohybovém systému. Při takových experimentech nelze řešit otázku svobodné vůle. Otázka svobodné vůle byla zodpovězena již před experimentem, když subjekt souhlasil s obecným pokynem experimentátora. Otázka svobodné vůle se tedy řeší jednou, a nikoliv při každém z přibližně 200 jednotlivých pohybů nutných pro zprůměrování BP. Během experimentu jsou pokusné osoby v experimentální „sadě“ a provádějí pohyby zcela automaticky. Frontální kůra, která je kompetentní pro vůli a chtění, deleguje provádění pohybů na jiné mozkové struktury, jako jsou bazální ganglia a primární motorická kůra (MI). Doplňková motorická oblast (SMA) jako generátor pro časnou BP (BP1) patří do čelního laloku. Podle Libetových experimentů BP1 ještě není doprovázena vědomím. Když informace projde z SMA přes bazální ganglia (motorická smyčka) do primární motorické kůry MI (pozdní BP, BP2), vědomí se zřejmě zapne, aby provedlo změny a adaptace na okamžitou situaci s krajní možností ji zcela vetovat, přičemž nejdůležitějším důvodem potřeby vědomí je učení se z pohybu (viz níže „další čtení“).