脳波のなぜ? Q&A

 
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参考文献:大熊輝雄 臨床脳波学 第5版(医学書院)
       末永和栄・岡田保紀 最新脳波標準テキスト(メディカルシステム研修所)

解析データは、脳波解析プログラムATAMAP U(キッセイコムテック)による      


 

脳波のなぜ?その1
脳波のなぜ?その2
脳波の誤解?その1
脳波の誤解?その2

“ゲーム脳の恐怖”の脳波について

 
Q1;アルファ(α)波とはなにか?                            
1929年にドイツのHans Bergerによってベータ(β)波とともに命名された。
脳波の中でもっともポピュラーな名前であり、あまりに有名でかつ覚醒時の正常脳波の中で唯一はっきりした波形をとるがゆえに、医学分野以外においては、時としてその本質を逸脱した扱いをされていることもある波形でもある。
アルファ波は、覚醒、安静、閉眼の条件下で後頭部優位に出現し(ただし、開眼でもぼんやりした状態では出現することがある)、左右の差は少ない。正常成人においては10Hz中心に分布し、9〜11Hzの範囲に多くの人が含まれる。振幅は50μV程度で、大きくても100μVくらいである。 

その成因については次のような仮説が考えられているが、いまだに確定されたものはない。アルファ波のほぼ10Hzのリズムと漸増漸減現象からみて、以上の諸要素の組み合わせによるのではないかとする考えもある。 

(1)ニューロンの自発的活動によるとする説  
大脳皮質のニューロン自身が10Hzくらいの自発的な律動性を持っており、大脳皮質が活動的でない時には多くのニューロンが同期して律動するというもので、その原因としてニューロンは一度興奮するとその後100msec近く興奮しにくい時間があるとする考えもある。 

(2)脳幹部視床のペースメーカ機能によるとする説  
脳の深い所にある視床にそもそもの発振回路があり、それによってコントロールされているという考えで、そのペースメーカの所在についても、視床の中のどこであるかについていくつかの説がある。 

(3)大脳皮質と脳幹部視床間の反響回路によるとする説  
この間の多数のシナプス結合回路を経て活動電位が巡回するのに100msec程度かかることによるという考えである。 

Q2;アルファ波抑制(α-Attenuation)とはなにか?                            
脳波は大脳皮質のたくさんのニューロンにある、さらに膨大な数のシナプス結合での電位(シナプス後電位)の集合と考えられている。したがって、その空間的および時間的分散性のために一定の形状の波形にはならないのが常である。 
大脳皮質の 活性度が低下した時にはある程度の同期性がみられ、その代表的な状態が睡眠時の脳波である。 
覚醒時においては、安静閉眼時にある程度同期性の高くなった波形であるα波がみられる。開眼することによって視覚情報を処理したり、何かを考えるなど精神的な負荷がかかったり、緊張すると、分散性が高くなる結果、同期性が低くなってα波の振幅が減少したり、消滅したりする。これが、α抑制とか、α-Attenuationといわれる現象である。Q3の図は、開閉眼による脳波の違いを解析したものである。

また、下の図は、精神的負荷として暗算をした時の脳波である。閉眼状態で、波形の中央部分から左側は安静時、右側は暗算中である。暗算中は閉眼であるのもかかわわず、α波が抑制を受けていることがわかる。

      

Q3;脳の活性度が高くなるとβ波はどうなるか?                            
上記のような理由によって、大脳皮質の活性度が高くなると、たくさんのニューロンにおけるシナプス後電位の分散性が高くなるために、α波だけでなく、原則としてすべての脳波の振幅は減少する傾向を示す。

開眼したり、精神的な負荷がかかった時、α波に変わって“β波が出てきた”ように見えるのは、α波にくらべてその減少の程度がはるかに少ないため残存して、相対的に目立って見えるだけである。 時にβ波が強く現れることもあるが正常者では多くはない。

下図は、開閉眼をした時の脳波と、そのパワースペクトル分布、および各周波数帯域の含有量と含有率である(各グラフのスケールは同一であるので、そのまま比較可能)。
これによって、以下のようなことが分かる。

1)α波は閉眼時に大きく、開眼時には大幅な抑制を受けている。波形、スペクトル分布、含有量のいずれでも明瞭。 
2)β波も、開眼時には減少している。波形では分からないが、含有量では明白で、スペクトル分布でも分かる。
しかし、含有率では明らかに増大しているので、波形上での印象は、β波が目立って見える。 

(1)閉眼時の脳波(カーソル部分)の解析結果
左から、脳波原波形、パワースペクトル分布(上:C3,C4、下:O1,O2)、含有量(上)、全帯域に対する含有率(下) 
スペクトル、含有量、含有率は、赤:α波、ピンク:β波、黄:θ波、緑:δ波である。

(2)開眼時の脳波(カーソル部分)の解析結果

つづき

 

 

 

 
 
 
  
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