Nel nostro precedente blog, abbiamo introdotto l’idea delle bande di frequenza EEG, che possono essere descritte fondamentalmente come una gamma fissa di frequenze e ampiezze d’onda su una scala temporale. Queste bande sono componenti della forma d’onda EEG complessiva catturata da un elettrodo. Gli scienziati usano modelli matematici come la trasformata veloce di Fourier per estrarre le informazioni sulle bande dalla forma d’onda EEG complessiva.
Nella figura a destra, troverete le cinque bande EEG più comuni e le loro gamme di frequenza. Gli scienziati hanno assegnato lettere greche a queste bande: delta, theta, alfa, beta e gamma. Come potete vedere, queste bande sono tutte molto distinte, dal lento rollio dell’onda delta all’iperattività dell’onda gamma, e tutto ciò che sta in mezzo.
Il ritmo dei neuroni
Un neurone può oscillare elettricamente in modo ritmico, e a volte più neuroni in un insieme neurale (neuroni che lavorano insieme su un particolare calcolo neurale) oscillano insieme in modo sincronizzato. Quando un numero sufficiente di neuroni oscilla insieme a una data frequenza, questo dà luogo a oscillazioni su larga scala, macroscopiche, che sono abbastanza significative da essere rilevate da un EEG. Più alta è l’ampiezza delle onde, più grandi sono le oscillazioni macroscopiche rilevate.
Per mettere questo in termini di mondo reale, considerate quanto segue: Supponiamo che siate in visita a New York e decidiate di assistere a un concerto della NY Philharmonic (ensemble neurale). Ogni musicista (neurone) coinvolto si è esercitato con gli altri membri della Filarmonica su ogni pezzo di musica (calcolo neurale), e quando la performance è pronta per iniziare, il pianista suona una nota che emette un suono singolare (oscillazione). Man mano che suonano, si cominciano a riconoscere gli elementi del pezzo orchestrale. Quando tutti i musicisti suonano insieme dallo spartito musicale (sincronizzazione), ora si riconosce pienamente il pezzo di musica, che viene suonato al suo tempo ottimale (ritmo).
Capire come pensiamo
I ricercatori hanno analizzato diligentemente le forme d’onda per capire meglio “come” pensano gli umani, e i modelli di oscillazione neurale e le bande di frequenza hanno fornito alcune informazioni in proposito. Per esempio, alcune oscillazioni sono legate alle funzioni della memoria, specialmente le onde theta. Senza entrare in dettagli complessi, ecco un riassunto in scala ridotta (trovato su www.mentalhealthdaily.com**) di come gli scienziati credono che le bande siano in generale collegate all’attività mentale ed emotiva.
Onde Gamma
- Troppo: Ansia, alto eccitamento, stress
- Troppo poco: ADHD, depressione, difficoltà di apprendimento
- Ottimo: sensi vincolanti, cognizione, elaborazione delle informazioni, apprendimento, percezione, sonno REM
Onde Beta
- Troppo: Adrenalina, ansia, alto arousal, incapacità di rilassarsi, stress
- Troppo poco: ADHD, sogno ad occhi aperti, depressione, scarsa cognizione
- Ottimo: Concentrazione cosciente, memoria, risoluzione dei problemi
Onde alfa
- Troppo: Sognare ad occhi aperti, incapacità di concentrarsi, troppo rilassato
- Troppo poco: Ansia, stress elevato, insonnia, OCD
- Optimale: Rilassamento
Onde Theta
- Troppo: ADHD, depressione, iperattività, impulsività, disattenzione
- Troppo poco: Ansia, scarsa consapevolezza emotiva, stress
- Ottimo: Creatività, connessione emotiva, intuizione, rilassamento
Onde Delta
- Troppo: Lesioni cerebrali, problemi di apprendimento, incapacità di pensare, ADHD grave
- Troppo poco: Incapacità di ringiovanire il corpo, incapacità di rivitalizzare il cervello, sonno scarso
- Ottimo: Sistema immunitario, guarigione naturale, sonno ristoratore / profondo
Ritmo neurale: Musica per le orecchie (e il cervello!)
Torniamo per un momento all’orchestra. Supponiamo che il pianista non si sia esercitato adeguatamente prima della performance, o che abbia avuto l’influenza quel giorno, o che non abbia accordato il pianoforte prima del concerto; il pezzo orchestrale (calcolo neurale) non suonerebbe bene (non ottimale), con conseguente disarmonia (scarsa sincronizzazione o ritmo) tra gli altri musicisti. Come per la maggior parte delle cose che riguardano il corpo umano, diverse parti devono lavorare insieme in concerto per ottenere risultati ottimali. Sfortunatamente, non tutti gli esseri umani hanno orchestre perfette nella loro testa per tutto il tempo.
** http://mentalhealthdaily.com/2014/04/15/5-types-of-brain-waves-frequencies-gamma-beta-alpha-theta-delta/