Mu-ritmus (μ-ritmus, rolandikus ritmus, szenzomotoros ritmus, arcoid (arceau) ritmus, íves (wicket) ritmus, fésű ritmus, íves ritmus) - agy ritmusa - az agykéreg szenzoros motoros régiójának biopotenciáljának periodikus fluktuációja 8 - 13 Hz (leggyakrabban 9 - 11 Hz) frekvencián. Ezeket az ingadozásokat elektroencefalográfiával (EEG), magnetoencephalográfiával (MEG) vagy elektrokortikográfiával (ECOG) lehet rögzíteni . A legkifejezettebb fizikai nyugalmi állapotban. Ellentétben az alfa ritmussal , amely hasonló gyakorisággal fordul elő a fej hátsó részén a látókéreg felett, nyugalomban is, a mu ritmus a motoros kéreg felett lokalizálódik . Az emberben a mu-elnyomás akkor következik be, amikor egy mozdulatot végez, vagy némi edzés után, amikor vizualizálja (elképzeli) a mozdulatot. Ezt az elnyomást deszinkronizációnak (a jel amplitúdójának csökkenése) nevezik, mivel az EEG-n a ritmikus minták megjelenésének oka nagyszámú neuron szinkron aktivitása . Ezenkívül a mu-ritmus elnyomódik, ha valaki megfigyeli egy másik személy mozgásának teljesítményét. Ramachandran és munkatársai szerint ez annak a jele, hogy a tükörneuronrendszer részt vesz a mu-ritmus elnyomásában [1] [2] , ennek az elméletnek azonban vannak ellenzői [3] . A mu-ritmus sok tudóst érdekel. Például az idegrendszer fejlődésének tanulmányozása során érdekesek a csecsemő- és gyermekkori mu-ritmus kialakulásának részletei és a tanulási folyamatokban betöltött szerepe [4] . Mivel egyes kutatók úgy vélik, hogy az autizmus spektrumzavar (ASD) nagymértékben összefügg a tükörneuronrendszer változásaival [1] [5] [6] , és hogy a mu-elnyomás a tükörneuronok aktivitását tükrözi [2] , sok tudós érdeklődik az autizmus spektrum zavarokkal küzdő emberek mu-ritmusának vizsgálata iránt. A mu-ritmust széles körben használják agy-számítógép interfészek (MCI-k) felépítésében. Az MCI-rendszerek fejlesztésével az orvosok azt remélik, hogy a súlyos fogyatékossággal élő emberek új módokat kínálnak a kommunikációra, a manipulációra és az űrben való mozgásra [7] .
A tükörneuronrendszert az 1990-es években fedezték fel makákókban [6] . A kutatások azt találták, hogy a neuronok tüzelnek, amikor a majmok egyszerű feladatokat hajtanak végre, valamint amikor a majmok nézik, hogy valaki más hasonló egyszerű feladatokat hajt végre [8] . Ez azt sugallja, hogy ezek a neuronok fontos szerepet játszanak abban, hogy az agy feldolgozza mások mozgását anélkül, hogy a fizikai ismétlődést megismételnék. Ezeket a neuronokat tükörneuronoknak nevezik, és ezek alkotják a tükörneuronrendszert. A mu-ritmus elnyomódik, amikor ezek a neuronok tüzelnek. Ennek a jelenségnek köszönhetően a tudósok tanulmányozhatják a tükörneuronok aktivitását emberekben [9] . Bizonyíték van arra, hogy tükörneuronok léteznek emberekben és nem emberi állatokban is. Úgy gondolják, hogy a tükörneuronok az emberben a jobb oldalsó gyrus occipitotemporalisban , a bal alsó parietális lebenyben , a jobb elülső parietális lebenyben és a bal oldali gyrus frontalis inferiorban [6] [10] [11] találhatók . Egyes kutatók úgy vélik, hogy a mu-ritmus elnyomása a tükörneuronok aktivitásának következménye lehet, és a tükörneuronrendszer aktivitásának magas szintű integratív feldolgozása [2] [12] [13] [14] . Majmokon (invazív rögzítési módszerekkel) és embereken (EEG és fMRI ) végzett vizsgálatok kimutatták, hogy a tükörneuronok nemcsak motoros tevékenység közben tüzelnek, hanem a szándékra is reagálnak [15] .
A centrális alfa-szerű ritmus, amely amplitúdócsökkenéssel reagál mind a független, mind a megfigyelt mozgásokra, újszülötteknél 11 hetes kortól 3 Hz-es frekvenciával fordul elő. Lengéseinek frekvenciája az első életévben gyorsan növekszik, és eléri a 6-8 Hz-et. A legtöbb kutató ezt a központi ritmust hajlamos az újszülöttek mu-ritmusának tekinteni, ami ugyanolyan természetű, mint a felnőtteknél. Az életkor előrehaladtával a mu-ritmus frekvenciája tovább növekszik, 4 éves korra eléri a 9 Hz-et, felnőttkorra pedig 10 Hz-en stabilizálódik [16] .
A mu-ritmus a csecsemő utánzási képességeinek mutatója . Az utánzás képessége fontos szerepet játszik a motoros készségek fejlesztésében , az eszközhasználatban, valamint az ok-okozat társadalmi interakción keresztüli megértésében [10] . Az utánzás elengedhetetlen része a szociális készségek fejlesztésének és a nem verbális jelzések megértésének [4] . A mu ritmus felnőtteknél és gyerekeknél is jelen van egy-egy motoros feladat elvégzése előtt és után, amihez annak deszinkronizálása is társul. Csecsemőknél azonban a céltudatos mozgások végzése során a deszinkronizáció mértéke nagyobb, mint a felnőtteknél. Hasonló kép nem csak önálló mozgások során figyelhető meg, hanem egy másik személy mozgásának megfigyelésekor is [4] .
Az autizmus a szociális interakció és a kommunikáció hiányával jár . A mu-ritmust és a tükörneuronrendszert vizsgálják a betegség kialakulásában betöltött lehetséges szerepük miatt. Egészséges emberben a tükörneuronok tüzelnek, amikor cselekvéseket hajtanak végre, vagy amikor egy másik személyt figyelnek meg cselekvés közben. Az autista embereknél a tükörneuronok csak akkor aktiválódnak (és ezért a mu-hullámok elnyomódnak), ha egy személy önállóan hajt végre valamilyen cselekvést, de nem akkor, ha egy másik személy cselekedeteit figyeli [1] [5] . Ez a felfedezés arra késztetett néhány tudóst, hogy azt sugallják, hogy az autizmus a tükörneuronok hibás működéséhez kapcsolódik, amiben nehéz megérteni más emberek szándékait és céljait [6] . Ezek a károsodások magyarázatot adhatnak arra, hogy az autizmussal élő emberek milyen nehézségekkel küzdenek a kommunikáció és más emberek megértésében.
Az agy-számítógép interfészek (BCI) egy feltörekvő technológia, amelyről úgy tartják, hogy egy nap nagyobb függetlenséget biztosítanak a fogyatékkal élőknek. Várhatóan ezek a technológiák képesek lesznek segíteni olyan embereken, akik szinte teljesen vagy akár teljesen lebénultak, például olyan betegségekben, mint a tetraplegia (quadriplegia) vagy az amyotrophiás laterális szklerózis . A BCI-k segíthetnek az ilyen betegek kommunikációjában, vagy akár lehetővé teszik számukra a kerekesszékek és a neuroprotézisek mozgásának szabályozását [7] [17] . Az MCI egyik típusa egy olyan interfész, amely eseményvezérelt mu-ritmus deszinkronizálást használ a számítógép vezérlésére [7] . Az agyi aktivitás megfigyelésének ez a módszere azon a tényen alapul, hogy amikor az idegsejtek egy csoportja nyugalomban van, hajlamosak szinkronban tüzelni. Ha az MKI operátor mentálisan elképzel egy mozgást („eseményt”), akkor deszinkronizálás történik (az „eseményhez” kapcsolódóan). Azok a neuronok, amelyek korábban szinkronban tüzeltek, egyéni, eltérő tüzelési mintázatot kapnak. Ez a rögzített jel amplitúdójának csökkenéséhez vezet, amely számítógéppel rögzíthető és elemezhető. Az ilyen MKI-k kezelőit arra képezték ki, hogy vizualizálják a lábak, karok és/vagy nyelv mozgásait. Ezeknek a testrészeknek az agykéreg távoli vetületi zónái vannak, ezért legkönnyebben a motoros kéreg fölé helyezett elektródákról elektroencefalogram (EEG) vagy elektrokortikogram (ECoG) felvételek alapján különböztethetők meg egymástól [7] [18] . Az eseményvezérelt deszinkronizálás más módszerekkel együtt is használható az agy elektromos aktivitásának monitorozására, lehetővé téve hibrid BCI-k létrehozását, amelyek gyakran hatékonyabbnak bizonyulnak, mint a BCI-k egyetlen monitorozási módszerrel [7] [18] .
A mu-ritmust először Gasteau írta le 1952-ben [19] , és " a ritmus en arceau "-ként jellemezte jellegzetes íves hullámformája miatt. Később az elektroencefalográfiai szakirodalomban a mu ritmust roland vagy centrális alfa ritmusnak nevezték, mivel fókusza az agykéreg központi (roland) barázdájának közelében található, és az oszcillációs frekvencia egybeesik az occipitalis alfa ritmus frekvenciájával [ 16] . Azonban sokáig nem tulajdonítottak nagy jelentőséget, mivel úgy tartották, hogy csak az emberek kis részében fordul elő [2] . A modern jelelemzési technikák, például a független komponenselemzés alkalmazása a legtöbb egészséges emberben bebizonyította a mu-ritmus jelenlétét [20] .
Az α-ritmussal ellentétben a μ-ritmus mentális stressz és mentális stressz során aktiválódik. Bármely mozdulat végrehajtása, függetlenül azok szerkezetétől, erejétől, időbeli, térbeli jellemzőitől, mindig együtt jár a μ-ritmus blokkolásával. A ritmust blokkolja a mozgás mentális megjelenítése, a mozgásra kész állapot vagy a tapintható stimuláció is. Kevéssé reagál más ingerekre, például fényre és hangra [2] . A vakoknál fejeződik ki, akik a látásvesztést a környezet tapintási és motoros felfedezésének fejlesztésével kompenzálják, akiknél háromszor gyakrabban fordul elő, mint látónál. Ezenkívül a μ-ritmus kifejeződik a sportolókban (ötször gyakrabban, mint a nem sportolókban) [21] .
| EEG ritmusok | |
|---|---|