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Brain Engineering/BCI

Neural Oscillations

by goatlab 2022. 4. 27.
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신경 진동 (Neural Oscillations)

 

신경 진동은 중추 신경계에서 반복적이고 리드미컬하게 동기화된 주파수 패턴이다. 단일 뉴런에서도 발생할 수 있지만 큰 뉴런 클러스터가 활성화되는 동안 발생한다. 뇌파에서 얻은 원시 데이터는 시간의 함수로 형식화되지만 신경 진동은 주파수 측면에서 시각화되고 헤르츠 (Hz) 단위로 측정된다. 초당 한 사이클. 따라서 신경 클러스터는 발생하는 주파수 범위로 특성화할 수 있는 신경 진동을 생성한다.

 

  • 알파파 (7.5-12.5Hz)는 일반적으로 주의 및 인식과 같은 인지 기능과 관련이 있다. 알파파는 학습 과정과도 연결되어 있으며 기분/명상 앱에서 가장 많이 분석되는 주파수이다.

  • 베타파 (13-30Hz)는 일반적으로 집중/주의와 관련이 있다.

  • 델타파 (1-4Hz)는 높은 진폭의 파동은 느린 파동 수면 (SWS)과 연결된다.

  • 감마파 (30-70Hz)는 주의, 의식 및 지각과 관련된 빠른 파동이다.

  • 뮤파 (7.2~12.5, 주로 9~11)는 운동 피질 위에 위치하며 주로 신체적 휴식 상태와 관련이 있다. 그것들은 모터 동작 동안 비동기화 (일명 억제)된다.

  • 세타파 (4-8Hz)는 두 가지 유형의 세타 진동이 발생 위치에 따라 설명되었다. 해마 세타 리듬은 해마에서 관찰될 수 있는 강한 진동인 반면, 피질 세타 리듬 은 두피 EEG의 저주파 성분이다. 세타파의 기능에 대한 명확한 이해는 없지만 여러 이론의 조합으로 해마 세타파가 탐색 및 기억과 연결되어 있음을 뒷받침한다. 피질의 세타파는 어린 아이들에게 더 자주 관찰되며 명상, 졸음, 최면 및 깊은 수면 상태가 아닌 상태에서 나타난다.

 

 

뇌가 신경 진동을 일으키는 이유를 완전히 이해하지 못한다. 일부 연구자들은 신경 진동이 자극 사건에 대한 반응으로 예상되는 뇌 패턴의 지표인 뇌 활동의 부산물일 뿐이라고 이론화한다. 예를 들어, 운동은 운동 피질에서 예측 가능한 알파파 (mu 주파수) 발생을 생성하고 수면 주기는 서로 다른 신경파의 교대 플럭스를 특징으로 한다. 다른 연구자들은 델타 범위에서 발생하는 것과 같은 특정 진동이 우리 의식의 신비를 푸는 데 중요하다고 이론화했다.

 

신경 진동은 다양한 방식으로 유용하다. 진단 및 이미징 관점에서 다음과 같은 특정 신경 현상의 지표로 사용할 수 있다.

 

  • 수면과 의식 상태
  • 모터 제어
  • 지각 및 정보 처리
  • 패턴 생성
  • 메모리
  • 간질 및 파킨슨병과 같은 비정상적인 신경 기능

 

BCI를 사용하여 신경 진동을 추출하는 실제 응용 프로그램은 동작 중 mu 파의 존재를 확인하거나 명상 중 알파 및 베타 파의 존재를 확인하는 것일 수 있다. 특정 작업을 수행할 때 발생하는 다양한 웨이브를 모두 살펴보고 싶을 수도 있다.

 

 

http://learn.neurotechedu.com/oscillations/

 

Neural Oscillations

This tutorial serves as an introduction to extracting neural oscillations from eeg data. It assumes a basic knowledge of Python and MNE for EEG analysis

learn.neurotechedu.com

 

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