Onde alpha - Alpha wave
Les ondes alpha ou rythme alpha sont des oscillations neuronales macroscopiques dans la gamme de fréquences de 8 à 12 Hz provenant probablement de l' activité électrique synchrone et cohérente ( en phase ou constructive) des cellules du stimulateur thalamique chez l'homme. Historiquement, elles sont aussi appelées « ondes de Berger » d'après Hans Berger , qui les a décrites pour la première fois lorsqu'il a inventé l' EEG en 1924.
Les ondes alpha sont un type d' ondes cérébrales détectées par des méthodes électrophysiologiques et étroitement apparentées, telles que l' électroencéphalographie (EEG) ou la magnétoencéphalographie (MEG), et peuvent être quantifiées à l'aide de l'électroencéphalographie quantitative (qEEG). Ils peuvent être principalement enregistrés à partir des lobes occipitaux pendant la relaxation éveillée avec les yeux fermés et ont été le premier rythme cérébral enregistré chez l'homme. Les ondes alpha sont réduites avec les yeux ouverts, la somnolence et le sommeil. Historiquement, on pensait qu'ils représentaient l'activité du cortex visuel à l'état de repos. Des articles plus récents ont soutenu qu'ils inhibent les zones du cortex non utilisées, ou encore qu'ils jouent un rôle actif dans la coordination et la communication du réseau. Les ondes alpha occipitales pendant les périodes d'yeux fermés sont les signaux cérébraux EEG les plus forts.
Une variante de type alpha appelée onde mu peut être trouvée sur le cortex moteur primaire .
Recherche
Types et origines possibles
Certains chercheurs avancent qu'il existe au moins deux formes d'ondes alpha, qui peuvent avoir des fonctions différentes dans le cycle veille-sommeil.
Les ondes alpha sont présentes à différents stades du cycle veille-sommeil. Le plus largement étudié est pendant l'état mental détendu, où le sujet est au repos avec les yeux fermés, mais n'est pas fatigué ou endormi. Cette activité alpha est centrée dans le lobe occipital , bien qu'il y ait eu des spéculations qu'elle a une origine thalamique. Cette onde commence à apparaître vers quatre mois, et est initialement à une fréquence de 4 ondes par seconde. L'onde alpha mature, à 10 ondes par seconde, est fermement établie à l'âge de 3 ans.
La deuxième occurrence de l'activité des ondes alpha est pendant le sommeil paradoxal . Contrairement à la forme éveillée de l'activité alpha, cette forme est située dans un emplacement frontal-central dans le cerveau. Le but de l'activité alpha pendant le sommeil paradoxal n'a pas encore été entièrement compris. Actuellement, il existe des arguments selon lesquels les schémas alpha font partie du sommeil paradoxal, et pour l'idée qu'ils indiquent une période de semi-éveil. Il a été suggéré que cette activité alpha est inversement liée à la pression du sommeil paradoxal.
On a longtemps cru que les ondes alpha indiquaient une période d'éveil pendant le sommeil. Cela a été attribué à des études où les sujets rapportent un sommeil non réparateur et ont des enregistrements EEG rapportant des niveaux élevés d'intrusion alpha dans le sommeil. Cette occurrence est connue sous le nom d'intrusion d'ondes alpha. Cependant, il est possible que ces explications soient trompeuses, car elles se concentrent uniquement sur les ondes alpha générées à partir du lobe occipital.
Méditation
Il a été démontré que la méditation de pleine conscience augmente la puissance des ondes alpha chez les sujets sains et les patients. Les praticiens de la méditation transcendantale ont démontré une réduction d'un Hertz de la fréquence des ondes alpha par rapport aux témoins.
Intrusion d'onde alpha
L'intrusion des ondes alpha se produit lorsque les ondes alpha apparaissent avec le sommeil non-REM alors qu'une activité delta est attendue. Il est supposé être associé à la fibromyalgie avec une activité de sommeil alpha phasique accrue en corrélation avec des manifestations cliniques de la fibromyalgie, telles qu'une durée de douleur plus longue.
Malgré cela, l'intrusion des ondes alpha n'a été liée de manière significative à aucun trouble majeur du sommeil , y compris le syndrome de fatigue chronique et la dépression majeure . Cependant, il est fréquent chez les patients fatigués chroniques et peut amplifier les effets d'autres troubles du sommeil.
Erreur de prédiction
Suite à cette réflexion sur l'inattention, une étude récente indique que les ondes alpha peuvent être utilisées pour prédire les erreurs. Dans ce document, les MEG ont mesuré des augmentations allant jusqu'à 25 % de l'activité des ondes cérébrales alpha avant que des erreurs ne se produisent. Cette étude a fait appel au bon sens : les ondes alpha indiquent l'oisiveté, et des erreurs sont souvent commises lorsqu'une personne fait quelque chose automatiquement, ou "en pilote automatique", et ne fait pas attention à la tâche qu'elle effectue. Une fois que l'erreur a été remarquée par le sujet, il y a eu une diminution des ondes alpha lorsque le sujet a commencé à prêter plus d'attention. Cette étude espère promouvoir l'utilisation de la technologie EEG sans fil sur les employés dans des domaines à haut risque, tels que le contrôle du trafic aérien, pour surveiller l'activité des ondes alpha et évaluer le niveau d'attention de l'employé.
La mesure
Artéfacts EEG
Comme l'a démontré le Dr Adrian RM Upton, il est possible que des sources étrangères (fluctuations ambiantes détectées avec un monticule de Jell-O dans les expériences d'Upton) provoquent l'apparition de signaux sur une lecture EEG, provoquant l'interprétation de faux signaux comme des ondes alpha saines. . Cette découverte suggère qu'il est possible qu'un EEG non plat puisse conduire à l'interprétation qu'un patient est toujours vivant alors qu'en fait il est mort depuis longtemps.
Cecil Adams de The Straight Dope discute de ce scénario :
Parfois, on prétend que les ondes cérébrales Jell-O sont identiques à celles d'un adulte en bonne santé. C'est clairement un étirement, mais les lectures Jell-O EEG ressemblent assez à un rythme alpha humain normal. Les ondes alpha sont observées lorsqu'un patient est éveillé et au repos les yeux fermés, et dans certains types de sommeil et de coma réversible. Certes, les ondes Jell-O sont un peu plus lentes et d'amplitude beaucoup plus faible, à peine dans les limites humaines normales, mais cela ne vous dit pas grand-chose en soi. L'hypoxie, l'encéphalite et d'autres conditions médicales peuvent entraîner une réduction de la fréquence et de l'amplitude, tout comme la consommation de drogues.
Histoire
Les ondes alpha ont été découvertes par le neurologue allemand Hans Berger , l'inventeur de l'EEG lui-même. Les ondes alpha ont été parmi les premières ondes documentées par Berger, avec les ondes bêta , et il a manifesté un intérêt pour le "blocage alpha", le processus par lequel les ondes alpha diminuent et les ondes bêta augmentent lorsqu'un sujet ouvre les yeux. Cette distinction a valu à la vague alpha le titre alternatif de « Berger's Wave ».
Berger s'est inspiré du physiologiste ukrainien Vladimir Pravdich-Neminsky , qui a utilisé un galvanomètre à cordes pour créer une photographie de l'activité électrique du cerveau d'un chien. En utilisant des techniques similaires, Berger a confirmé l'existence d'une activité électrique dans le cerveau humain. Il l'a d'abord fait en présentant un stimulus à des patients hospitalisés présentant des lésions crâniennes et en mesurant l'activité électrique de leur cerveau. Plus tard, il a cessé la méthode du stimulus et a commencé à mesurer les cycles électriques rythmiques naturels dans le cerveau. Le premier rythme naturel qu'il a documenté était ce qui allait devenir l'onde alpha. Berger était très minutieux et méticuleux dans sa collecte de données, mais malgré son génie, il ne se sentait pas assez en confiance pour publier ses découvertes avant au moins cinq ans après les avoir faites. En 1929, il publie ses premières découvertes sur les ondes alpha dans la revue Archiv für Psychiatrie . Il a été initialement accueilli avec dérision pour sa technique EEG et ses découvertes ultérieures sur les ondes alpha et bêta. Sa technique et ses découvertes ne furent largement acceptées dans la communauté psychologique qu'en 1937, lorsqu'il obtint l'approbation du célèbre physiologiste Lord Adrian , qui s'intéressa particulièrement aux ondes alpha.
Les ondes alpha ont de nouveau été reconnues au début des années 1960 et 1970 avec la création d'une théorie du biofeedback relative aux ondes cérébrales (voir ci-dessous). Un tel biofeedback, appelé une sorte de neurofeedback , relatif aux ondes alpha est l'élicitation consciente d'ondes cérébrales alpha par un sujet. Deux chercheurs aux États-Unis ont exploré ce concept à travers des expériences indépendantes. Joe Kamiya, de l'Université de Chicago, a découvert que certains individus avaient la capacité consciente de reconnaître quand ils créaient des ondes alpha et pouvaient augmenter leur activité alpha. Ces individus étaient motivés par un système de récompense de Kamiya. Le deuxième géniteur du biofeedback est Barry Sterman, de l'Université de Californie à Los Angeles. Il travaillait sur la surveillance des ondes cérébrales chez les chats et a découvert que, lorsque les chats étaient entraînés à retenir les mouvements moteurs, ils libéraient des ondes SMR, ou mu , une onde similaire aux ondes alpha. À l'aide d'un système de récompense, il a en outre entraîné ces chats à entrer plus facilement dans cet état. Plus tard, il a été approché par l'US Air Force pour tester les effets d'un kérosène connu pour provoquer des convulsions chez l'homme. Sterman a testé les effets de ce carburant sur les chats préalablement dressés et a découvert qu'ils avaient une résistance plus élevée aux crises que les chats non dressés.
Le biofeedback des ondes alpha a suscité de l'intérêt pour avoir obtenu quelques succès chez l'homme pour la suppression des crises et pour le traitement de la dépression.
Les ondes alpha ont à nouveau suscité un intérêt en ce qui concerne une approche technique du défi de science-fiction de la psychokinésie, c'est-à-dire le contrôle du mouvement d'un objet physique en utilisant l'énergie émanant d'un cerveau humain. En 1988, le rythme alpha EEG a été utilisé dans une expérience d' interface cerveau-ordinateur de contrôle d'un mouvement d'un objet physique, un robot. C'était la première expérience à démontrer le contrôle d'un objet physique, un robot, en utilisant l'EEG.
Voir également
- Battements binauraux
- EEGLAB
- Oscillation neuronale – Ondes cérébrales, schémas répétitifs d'activité neuronale dans le système nerveux central
- Boîte à outils de biomarqueurs neurophysiologiques
- Ondes PGO - Formes d' ondes distinctives de l'activité de propagation entre trois régions clés du cerveau : le pont, le noyau genouillé latéral et le lobe occipital
Les ondes cérébrales
- Onde delta – (0,5 – 3 Hz)
- Onde thêta – (4 – 7 Hz)
- Onde alpha – (8 – 12 Hz)
- Onde Mu - (7,5 - 12,5 Hz)
- Onde SMR – (12,5 – 15,5 Hz)
- Onde bêta – (15 – 30 Hz)
- Onde gamma – (>30 Hz)