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我们能否控制大脑活动和脑电波?

2024-01-14 04:13 苏珊·希利尔 《对话》 阅读 0
核心摘要: 本文探讨了大脑活动和脑电波的控制可能性,分析了当前大脑测量技术的发展及其对心理健康的影响。通过对大脑状态的理解,揭示了神经反馈疗法的潜力与挑战。

作者:苏珊·希利尔,《对话》

脑波
图片来源:Pixabay/CC0 公共领域

近年来,市场上出现了许多声称能够将大脑转变为“theta”状态的应用程序和技术,这些技术据说可以帮助用户放松、集中注意力和改善睡眠。然而,究竟什么是改变一个人的“精神状态”?这是否真的可能?目前,尽管证据尚不明确,但随着研究方法的不断进步,我们对大脑的理解正在迅速提升。

大脑测量技术的进步

目前,没有单一的成像或测量大脑活动的方法能够全面了解大脑的状态。我们所“看到”的大脑活动取决于所使用的工具。虽然有多种方法可以测量大脑活动,但每种方法都有其优缺点。

自20世纪80年代磁共振成像(MRI)技术问世以来,我们对大脑活动的理解有了显著提升。功能性核磁共振成像(fMRI)使我们能够实时监测大脑在执行任务时对含氧血液的使用情况,从而将大脑活动与特定功能或行为联系起来。

此外,脑电图(EEG)技术可以准确测量脑电波的时间变化,但其在定位脑电波发生的具体区域方面的准确性较低。还有一种方法是通过测量大脑对磁刺激的反应,这种方法在空间和时间上都非常精确,但仅限于靠近大脑表面的区域。

什么是大脑状态?

我们的所有行为和认知活动都与大脑的神经活动密切相关。神经元通过称为“神经递质”的电脉冲和化学信号进行通信。神经元需要来自血液的能量,并依赖大量的支持细胞。因此,通过测量电活动、神经递质水平或血流量,我们可以获取有关大脑活动的丰富信息。

大脑活动可以从三个层面进行分析:单细胞水平、网络级别和全脑活动模式。单细胞水平的测量较为困难,且提供的信息有限,因此我们通常依赖网络级别的测量,或是全脑活动模式的分析,这些模式可能包含一种或多种“脑状态”。

根据最新的定义,大脑状态是指在整个大脑中重复出现的生理或认知活动模式,这些状态在功能上与行为相关。大脑状态的同步性在动物模型中最为明显,而在人体研究中也逐渐显现出相关证据。

各种大脑状态

啮齿动物和人类的研究表明,最常见的大脑状态是“觉醒”和“休息”状态,这些状态可以被视为不同程度的警觉性。研究发现,环境因素和活动会显著影响大脑状态。例如,高认知需求的活动会通过增强的神经连接性来驱动“注意力”状态,而“走神”状态则与环境和任务脱节。

目前,我们尚未完全理解在任何给定时间和地点存在的多种“状态”,这主要是因为在记录大脑活动时需要在空间和时间上进行权衡。

大脑状态与脑电波

大脑状态的研究常用α、δ等术语来描述,这些术语实际上是指通过脑电图测量大脑活动时所记录的脑电波。脑电图能够检测大脑中电活动的变化,并将其分类为不同频率(基于波长)。这些频率通常与特定的状态相关联:

  • 伽玛波与需要高度集中注意力的状态相关
  • β波与较高的焦虑和活跃状态相关,注意力通常指向外部
  • α波与非常放松和被动注意力相关(例如安静地倾听但不参与)
  • θ波与深度放松和内向聚焦相关
  • δ波与深度睡眠相关

脑电波模式广泛用于监测睡眠阶段。当我们入睡时,脑电波会经历从轻微注意(α波)到放松(θ波),再到深度睡眠(δ波)的变化。

我们能否控制大脑状态?

许多人心中都有一个问题:我们能否有意识地影响自己的大脑状态?目前,这一过程仍然很复杂,因为影响大脑状态的机制尚未完全厘清。然而,研究人员正在探索多种方法,包括药物使用、环境暗示、正念练习、冥想和感官操控等。

脑电波模式被用于所谓的“神经反馈”疗法。在这种治疗中,患者根据脑电波活动获得反馈(例如视觉或听觉),并尝试维持或改变这些状态。为了保持在所需状态,患者可能会被鼓励控制自己的思想、放松或调整呼吸。

这种方法主要应用于心理健康领域,尤其是对经历过创伤或自我调节困难的人群(如注意力不集中或情绪波动)。然而,尽管这些技术具有吸引力,但它们并未充分考虑在任何给定时间存在的多种大脑状态的问题。总体而言,临床研究尚未得出明确结论,神经反馈疗法的支持者因缺乏足够的科学依据而感到沮丧。

其他形式的神经反馈则是通过MRI生成的数据来传递的。参与者在心理任务中会收到基于其神经活动的信号,并用这些信号尝试“上调”涉及积极情绪的大脑区域,这可能对抑郁症患者有所帮助。

另一种声称能够改变大脑状态的方法是通过不同的感官输入,例如双耳节拍技术,其中在每只耳朵中播放两种不同波长的声音。然而,这类技术的证据同样不尽相同。

神经反馈疗法等治疗通常费用较高,其成功可能更多依赖于治疗关系而非实际疗法。从积极的角度来看,目前没有证据表明这些治疗会造成伤害,除了可能延误已被证明有效的治疗。


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