Elektroencefalografické koreláty nástupu centrální únavy u prolongované hry na housle u profesionálních houslistů


Electroencephalographic Correlates of the Onset of Central Fatigue During Prolonged Violin Play of Professional Musicians

The aim of this work is to verify the presence of alpha activity in the electroencephalographic recording during prolonged (20 minute) violin play and compare its morphological and topical parameters with the native EEG record before and after the performance. Research sample consisted of five violinists at the age range of 25-60 years. The results showed the occurrence of alpha activity for three of five probands, in one case with a very low incidence. There have also been demonstrated changes in the distribution of alpha activity from parietooccipital areas before the performance to central areas during the play and immediately after finishing. All probands showed increased amplitude of the alpha activity immediately after finishing. The obtained results confirm the changes of morphology and the changes of topic alpha activity during cognitive activities and at the onset of central fatigue during physical activity described in literature. These changes were demonstrated by increasing the amplitude of alpha activity and the shift from parietooccipital areas to central areas.

Keywords:
EEG, alpha activity, violin performance, brain mapping


Autoři: Z. Brabencová 1;  D. Pánek 1;  D. Pavlů 1;  L. Kovářová 2
Působiště autorů: Katedra fyzioterapie FTVS, Univerzita Karlova v Praze, vedoucí katedry doc. PaedDr. D. Pavlů, CSc. 1;  Laboratoř sportovní motoriky FTVS, Univerzita Karlova v Praze, vedoucí laboratoře Mgr. J. Baláš, Ph. D. 2
Vyšlo v časopise: Rehabil. fyz. Lék., 21, 2014, No. 4, pp. 187-193.
Kategorie: Původní práce

Souhrn

Provedená studie ověřuje přítomnost alfa aktivity v elektroencefalografickém záznamu v průběhu 20minutové hry na housle. Byly porovnávány její morfologické a topické parametry s nativním EEG před a po této hře. Sledovaný výzkumný soubor byl tvořen 5 houslisty ve věkovém rozmezí 25 - 60 let. Výsledky prokázaly výskyt alfa aktivity u tří probandů z pěti. Dále byla prokázána změna distribuce alfa aktivity z oblastí parietookcipitálních před hrou k oblastem centrálním v průběhu hry a bezprostředně po ní u všech testovaných. Stejně tak bylo pozorováno zvýšení amplitudy alfa aktivity ihned po ukončení hry. Získané výsledky potvrzují v literatuře popsané změny morfologie a topiky alfa aktivity při kognitivních činnostech a při nástupu centrální únavy při pohybové činnosti. Tyto změny se projevily zvyšováním amplitudy alfa aktivity a jejím posunem z parietookcipitálních oblastí k centrálním.

Klíčová slova:
EEG, alfa aktivita, houslová hra, brain mapping

ÚVOD

Tento výzkum představuje pilotní studii, zabývající se problematikou registrace a vyhodnocení EEG aktivity v průběhu hry na housle. EEG je hojně využívanou neurofyziologickou metodou, obvykle je využívána v klinické praxi neurologie a psychiatrie. Své důležité místo má však i v oblasti neurologického a neuropsychologického výzkumu. Právě pro její neinvazivnost a možnost opakovaného hodnocení byla vybrána i pro tento výzkum. Konkrétně byl sledován výskyt alfa aktivity v EEG signálu a parametry tohoto výskytu. Tato aktivita byla vybrána pro významné poznatky ze současných studií, kdy je tato aktivita spojována nejen s hlubokým stupněm relaxace, ale i s pohybovým výkonem, kognitivními a emočními procesy a s nástupem centrální únavy.

Generátory elektrické aktivity mozku

Záznam EEG vzniká součinností neuronů thalamu a kortexu kůry mozkové. Kortex je hlavním zdrojem snímané elektrické aktivity, která vzniká na synaptodendritických membránách v povrchních vrstvách kortexu. Jako základní rytmus je uváděna alfa aktivita, která mívá převahu nad zadními oblastmi, tedy okcipito-parieto-temporálně, její frekvence je 8 – 13 Hz a je vlastností mozku, který je zdravý, bdělý, zralý (pravidelně po 7. roku věku) a při zavřených očích. Výskyt alfa aktivity při zavřených očích je projev synchronizace v thalamokortikálních okruzích. Alfa vlny mají stejnou fázi, což se projeví pozitivní interferencí, tedy vysokou amplitudou a pravidelností vln. Naopak tomu je při otevřených očích, kdy tyto generátory nepracují synchronně, jsou mimo fázi a negativní interference se projeví nízkou amplitudou nepravidelných vln. Synchronizace rytmů v thalamokortikálním systému (vyjádřena v klidu při bdění právě alfa aktivitou) je projevem vlivu ARAS (ascendentního retikulárního aktivačního systému) na tuto thalamokortikální soustavu. ARAS také udržuje bdělost, čili vigilitu, tzn. vysoký tonus kortexu. Kmenové struktury odpovídají z behaviorálního hlediska za úroveň vigility, naopak hemisferální struktury pak za obsah paměti, vědomí a mohutnosti inteligence. Známe tedy tři funkce alfa aktivity: vigilitu, gnostický proces a paměťové mechanismy (7).

EEG alfa aktivitu lze rozdělit nejméně na tři různé typy alfa rytmů lišících se podle topografie a funkce. Za prvé klasický alfa rytmus pocházející z parieto-okcipitální kůry, který je silně závislý na pozornosti. Dále tzv. mí rolandic rytmus, který je zejména dominantní na centrální elektrodě a pravděpodobně pochází ze somatosenzorické kůry, obvykle souvisí s pohybem a přípravou na pohyb. Za třetí je tu rytmus tau, který vzniká v sluchové kůře a je modulován sluchovými stimulacemi. Obecně alfa aktivita a mozková aktivita jsou nepřímo úměrné (pokles výkonu alfa znamená zvýšení mozkové aktivity). Kromě těchto funkcí jsou alfa rytmy značně spojeny s percepčními zpracováními a paměťovými úkoly a z velké části se podílejí na emocionálním zpracování (20).

EEG koreláty emocí, kognitivních procesů a pohybové aktivity

Většina fyziologických korelátů emocí je způsobena aktivací sympatického oddílu autonomního nervového systému, který společně s hormonální produkcí připravuje tělo na boj nebo útěk. Citové reakce mohou vznikat na základě vnitřní stimulace mozku, tedy v podstatě nezávisle na vnějších podnětech. Tzv. prekognitivní emoce vznikají bez účasti vědomých poznávacích procesů. Emocionální centra v mozku jsou schopna fungovat nezávisle na mozkové kůře, i když zprostředkovávají pouze relativně primitivní pudové reakce (18). Na prožívání emocí se významně podílí prefrontální kortex, gyrus cinguli a temporální kortex. Pozitivní přístup a související emoce jsou převážně zpracovávány v levém frontálním laloku, zatímco negativní přístup a emoce jsou spíše zapojeny v pravém frontálním laloku. V EEG se odráží asymetrické snížení alfa rytmu dle vnímané emoce. Je popisována převaha aktivity nad levým frontálním kortexem, korelujícím s aktivitou BAS (behaviorální aktivační systém), který souvisí s pozitivními emocemi a motivací. Naopak zvýšená aktivita nad pravým frontálním kortexem odpovídá aktivitě BIS (behaviorální inhibiční systém) souvisejícím s negativními emocemi a ztrátou motivace. Mozkové oblasti zapojené v emočních procesech však ještě hrají svou důležitou roli v kognitivních funkcích, jako je paměť, pozornost, asociativní funkce, percepce a zpracovávání vnitřních stavů nebo vnějších podnětů (16, 17, 20).

Mnoho kognitivních procesů lze třídit dle toho, zda vědomou pozornost vyžadují, nebo nevyžadují. Automatické procesy oproti kontrolovaným (řízeným) procesům vědomou kontrolu nevyžadují. Automatické druhy chování nevyžadují vědomé rozhodování, které svaly napneme, nebo co provedeme. Ve skutečnosti řada automatických procesů začíná jako procesy řízené a automatizují se až po nějaké době, tento proces se nazývá automatizace. Ta je výsledkem početného opakování akce. Při opakování akce se stanou její jednotlivé kroky efektivnější. Postupně kombinujeme jednotlivé kroky do integrovaných součástí, ty dále slučujeme (21). Kognitivní kontrola a chování se mění pod vlivem únavy (25). S rostoucím časem při plnění úkolů se snižuje zapojení řídících oblastí mozku pro tuto danou činnost (čelní laloky) (14). Při hodnocení EEG signálu a jeho reakce na cvičení dochází k zvyšování alfa aktivity v EEG spektru. Důvod této změny není zcela objasněn, ale uvažuje se, že tato změna je přímý důsledek vyčerpání nebo adaptace na určitou činnost (22).

Okcipitální výskyt alfa aktivity je spojován s kognicí a pracovní pamětí a její výskyt je využíván i v rámci biofeedbacku. Alfa aktivita se zvyšuje od dětství do dospělosti a opětovně se snižuje okolo 50. – 60. roku věku. Signifikantně nízkou alfa aktivitu vykazují i děti s chudším vzděláním, poruchami čtení, psaní či řeči a pacienti s neurologickými poruchami a Alzheimerovou chorobou (24). Různé parametry alfa aktivity bývají spojovány s různými aspekty kognitivních funkcí. Přetrvávající klidová alfa aktivita vzrůstá v průběhu situací spojených se zvyšováním kognitivní kapacity (např. ve stavech větší pozornosti nebo u mladých oproti starším lidem). Snižování nastává za podmínek, kdy naopak dochází ke snižování kognitivních funkcí (např. u pacientů s neurologickými onemocněními, v průběhu dřímoty či ospalosti) (9).

Souvislost výskytu alfa aktivity a kognitivních funkcích byla již popsána v řadě studií. Hovoří se o tom, že parietookcipitální výskyt je silně závislý na pozornosti, dále že dominantní rytmus na centrální elektrodě pravděpodobně pochází ze somatosenzorické kůry a obvykle souvisí s pohybem a přípravou na pohyb (20). Souvislost alfa aktivity s kognitivními funkcemi lze podpořit studiemi Hanslmayra (9), Gruzeliera (8) i Zaehleho (24). Byla prokázána signifikantní korelace alfa neurofeedbacku se zlepšením kognitivních funkcí při plnění zadaných úkolů, a to parietookcipitálně vpravo (9). Stejně tak A/T (alfa/theta) trénink měl výrazný pozitivní efekt na samotnou hudební produkci (8) a při transkraniální stimulaci alfa aktivity z mediálních parietookcipitálních elektrod docházelo ke zvyšování této mozkové aktivity (24).

Motorika, neboli hybnost, je jednou z nejzákladnějších funkcí živých organismů. Svalová činnost je projevem aktivity motorického systému a slouží k účelné pohybové činnosti (1). Tato činnost je složitě řízená z korových, ale i podkorových oblastí. Zjednodušeně lze říci, že orbitofrontální kůra a mediální frontální kůra zpracovávají zejména motivační aspekty pohybového chování, dorzolaterální prefrontální kůra kognitivní aspekty a premotorická a motorická kůra zpracovávají plánování akcí a jejich výkon. Bazální ganglia mají také své místo v motorickém chování a jejich motorické oblasti se nacházejí v dorzální části. Korové projekce z motorických oblastí se do nich promítají somatotopicky. Stejně tak i mozeček je součást motorického systému a nověji je známé i jeho zapojení na kognitivních funkcích. Řízení motoriky je tedy ovlivňováno i na podkorové úrovni dráhami bazálních ganglií, dráhami mozečku a vestibulárními drahami (5, 10). Z EEG rytmů je to právě alfa rytmus, který koreluje se sportovním výkonem u sportovců. Překvapivě dochází ke zvýšení alfa aktivity oproti klidovému stavu, při vyšším zatížení a únavě v průběhu stupňovaného cvičení (2). Vysoká frekvence alfa rytmu ve frontálních oblastech se specificky podílela na jemné motorice u úspěšných odpalů u golfistů (3). Dále pak alfa výkon v okcipitální kůře rostl před nejlepšími výstřely u odborných střelců ze vzduchové pistole (15). Toto zjištění naznačuje, že alfa aktivita je znamením kortikální inhibice v období klidu, které se vyskytuje v určitých fázích kvalifikované motorické aktivity (3). Alfa/theta (A/T) trénink byl sledován z hlediska jeho aplikace pro zlepšení hudebního výkonu. Impulzem k tomu byla teze aplikovat na hudební vystoupení strategie, které jsou v módě ve světě sportovního výkonu. A/T výcvik souvisel se zlepšením hudební produkce, vztahy byly nalezeny s vnímáním instrumentální kompetence, a to zejména rytmickou přesností, se všemi aspekty hudebnosti, stylistické přesnosti, interpretační představivosti a výrazném rozsahu; se všemi aspekty komunikace, emocionálním závazkem a přesvědčením, schopností se vyrovnat se stresem a držením těla. Podobné studie byly provedeny u baletu a zpěvu a výsledky byly obdobné – největší význam pro zlepšení výkonu měl opět A/T trénink. A/T trénink má tedy dopad na tvůrčí proces zejména v oblasti performing arts (8).

VÝZKUMNÝ SOUBOR

Výzkumný soubor byl tvořen 5 probandy, houslisty. Ve výzkumném souboru byli 4 muži a 1 žena, tři profesionální hráči a dva houslisté, kteří se hrou na housle neživí, hrají však déle než 15 let. Profesionální hráči byli z předních českých orchestrů, a sice z Filharmonického komorního orchestru hlavního města Prahy a z Komorního orchestru hlavního města Prahy. Věk probandů byl v rozmezí od 25 do 60 let. Měření a následné studie se probandi účastnili dobrovolně, před provedením experimentu byli poučeni o průběhu měření a před měřením podepsali informovaný souhlas. Celá studie dostala souhlas Etické komise FTVS UK.

METODIKA

Experiment se uskutečnil v Kineziologické laboratoři FTVS UK. EEG aktivita byla snímána pomocí telemetrického 32kanálového EEG přístroje od firmy Nicolet se současnou videomonitorací. K registraci byla použita standardní EEG čepice s rozložením elektrod dle mezinárodního systému 10-20. Získaný signál byl upravován následujícími parametry: Amplituda 70µV/cm, horní filtr 70,00 Hz, dolní filtr 1,00 Hz při zapnutém Notch filtru (proti artefaktům ze síťového připojení). Při měření proband seděl a před sebou měl stojánek s notami. Nejprve proběhlo natočení 2minutového nativního EEG, tedy v klidu při zavřených a otevřených očích. Potom začal proband hrát na housle skladby dle vlastního výběru. V průběhu hry trvající 20 - 22 minut byla zaznamenávána EEG aktivita. Po dohrání probíhal ještě opět 2minutový záznam v klidovém stavu při zavřených a otevřených očích (obr. 1).

Proband při hře s otevřenýma očima.
Obr. 1. Proband při hře s otevřenýma očima.

Nejprve bylo provedeno vizuální hodnocení jednotlivých částí EEG záznamu před hrou, v průběhu hry a po ní. Při prohlížení byly parametry filtrů změněny na horní filtr 30 Hz a dolní filtr 5 Hz z důvodu odstranění četných svalových artefaktů, které vznikly v průběhu hraní na housle. Toto subjektivní okulometrické hodnocení různých částí EEG je zaneseno do grafů ve formě časové osy s výskytem alfa aktivity. Jako výskyt alfa aktivity byl zanesen časový úsek, kdy byla alfa aktivita průkazná alespoň v 400 ms. Dále byla provedena spektrální analýza s topografickým mapováním frekvencí pomocí metody brain mapping (17). To vše je vyhodnoceno a znázorněno před hrou, v průběhu hry a po hře. Výsledky jsou zobrazeny graficky. Časová osa výskytu alfa aktivity byla zpracována v programu Microsoft Office Excel a vyhodnocení frekvenčních map v programu Wave Finder.

VÝSLEDKY

Výsledky prokázaly výskyt alfa aktivity během hudební produkce. Zároveň byly pozorovány změny v amplitudě a distribuci této elektrické mozkové aktivity ve srovnání s nativním EEG před hrou a po hře. Před výkonem byla distribuce alfa aktivity dominantní v parietookcipitálních oblastech, v průběhu hry se alfa posunula směrem k centrálním oblastem, kde přetrvávala i po ukončení hry. Teprve při opakovaném zavření očí se opět vracela do parietookcipitálních oblastí. Výskyt tohoto jevu je v literatuře spojován se zapojením somatosenzorické kůry během přípravy na pohyb s kognitivními procesy. Po dohrání dále docházelo ke zvyšování amplitudy alfa aktivity nad centrálními regiony, které pravděpodobně souvisejí s nástupem centrální únavy.

Výskyt alfa aktivity byl prokázán u všech probandů při zavřených očích při nativním EEG před hrou i po hře. U některých byla tato aktivita patrná v krátkých úsecích i při otevřených očích, habituace alfa. U všech probandů při opakovaném zavření očí docházelo k opětovnému objevení se alfa aktivity se zvyšující se amplitudou v průběhu času, označováno jako rebound fenomén. V průběhu hry byla alfa aktivita prokázána u tří probandů z pěti. Časový výskyt alfa aktivity v průběhu hry znázorňuje graf 1. Procentuální výskyt pak můžeme sledovat na grafu 2.

Časový výskyt alfa aktivity v průběhu hry u všech probandů.
Graf 1. Časový výskyt alfa aktivity v průběhu hry u všech probandů.

Procentuální výskyt alfa aktivity u všech probandů.
Graf 2. Procentuální výskyt alfa aktivity u všech probandů.

Výskyt alfa aktivity v průběhu hry na housle byl prokázán u 3 probandů z pěti. Z hlediska distribuce byl výskyt alfa aktivity u dvou probandů velmi podobný, a to na centrálních bipolárních zapojeních u probanda 2 více parietálně na Cz-Pz s občasným rozšířením vlevo na C3-P3 a u probanda 5 více frontálně na Fz-Cz a místy na Cz-Pz. U probanda 4 s výskytem alfa aktivity v průběhu hry byla tato aktivita zaznamenávána více difuzně, nejčastěji byla patrná na bipolárním zapojením C4-P4 a výskyt byl prokázán i ve frontálních a temporálních oblastech F4-C4, T4-T6, F8-T4, T3-T5, F7-T3, Cz-Pz. Velká difuzní distribuce s vyšší amplitudou byla patrná při opakovaném nácviku jedné části skladby na bipolárních zapojeních elektrod C3-P3, P3-O1, F4-C4, C4-P4, P4-O2, F7-T3, T3-T5, T4-T6, Cz-Pz, tedy parietálně, centrálně, ale i temporálně nad sluchovými oblastmi. Zajímavým jevem bylo u druhého testovaného zvyšování amplitudy alfa aktivity v průběhu hry s evidentně větší emotivní účastí. Příklad hodnocení pomocí metody brain mapping je na obrázku 2.

Frekvenční mozkové mapování EEG aktivity při hře na housle (proband 5) - červená barvy je maximum, modrá je minimum aktivity.
Obr. 2. Frekvenční mozkové mapování EEG aktivity při hře na housle (proband 5) - červená barvy je maximum, modrá je minimum aktivity.

Společné pro všechny probandy bylo zvýšení amplitudy alfa aktivity po dohrání v porovnání se situací před hrou. Distribuce této aktivity byla zaznamenána spíše centrálně a frontálně, u probanda 1 a 4 i temporálně a teprve při opakovaném zavření očí se distribuce rozšiřovala i nad parietookcipitální oblasti.

Vyšší voltáže beta aktivity byla přítomna shodně u všech probandů parietookcipitálně a nad temporálními oblastmi. U některých byl dokonce zaznamenán i výskyt EMG aktivity v těchto oblastech, vycházející pravděpodobně z oblasti okcipitálních svalů. Tento výskyt souvisí se způsobem hry na housle, kdy jsou tyto svaly významně aktivovány.

DISKUSE

Hlavním cílem této práce bylo vyhodnocení EEG signálu při hře na housle se zaměřením na výskyt alfa aktivity před hrou, v jejím průběhu i po hře. Vyhodnocení bylo soustředěno i na další parametry tohoto výskytu, a sice na změny distribuce a amplitudy v průběhu celého měření. V rámci studie se podařilo dosáhnout stanovených cílů práce.

Výskyt alfa aktivity v EEG signálu v průběhu hry na housle byl prokázán u tří probandů z pěti. Tento výsledek je ve shodě s jinými studiemi, kde se alfa aktivita také objevovala v průběhu vykonávání pohybové aktivity, jako je jízda na bicyklovém ergometru (2) nebo v průběhu golfového odpalu (3, 19). Výskyt alfa aktivity byl významně zaznamenán v oblasti bipolárního zapojení elektrod Fz-Cz, Cz-Pz, C4-P4. Pozoruhodné je, že tato aktivita byla zaznamenána u dvou probandů, kteří nebyli profesionálními hráči na housle i přes časté vykonávání této činnosti a byli z testovaných nejmladší. Střetává se nám tu tedy teze dřívějšího nástupu únavy vzhledem k nižší praktické zkušenosti a dovednosti, ale právě i faktor věku a vyšší kognitivní kapacity stejně tak jako výskyt nad somatosenzorickou areou vlevo. Výskyt v oblasti nad C4 by mohl korelovat s aktivitou právě v této oblasti. Proband, u kterého byl zaznamenán tento výskyt, po celou dobu hry nacvičoval, byl tedy zvýšený požadavek na jemnou motoriku a koordinaci levé ruky. Lokalizace i požadavek na plánování, výběr a regulace naučených komplexních sekvencích se shoduje s výsledky nejúspěšnějších odpalů u golfistů (3).

U všech testovaných docházelo ke změně distribuce výskytu alfa aktivity. Ta byla před hrou parietookcipitálně, tak jak je běžný výskyt alfa aktivity při klidovém EEG. V prvních sekundách po dohrání docházelo u všech probandů k posunu alfa aktivity centrálně až frontálně (u dvou probandů i temporálně). Až po opakovaném zavření očí se distribuce opět navrací do parietookcipitálních oblastí tak, jak tomu bylo před hrou. Tento jev můžeme sledovat jako projev nástupu centrální únavy a změnu generátoru alfa aktivity v limbickém systému.

Teze změny generátorů alfa rytmu v limbickém systému je ve shodě s tvrzením, že limbický systém a dlouhé vzdálené obvody v mozku jsou převážně odpovědny za rozmanitost účinků A/T tréninku v rámci performing arts. Limbické okruhy slouží kognitivní stejně jako afektivní či motivační funkci, včetně spojky mezi frontální a posteriorní kůrou. Tyto dálkové spoje poskytují pomalé rytmy v mozku během stavu hluboké relaxace a umožňují asociativní spojení v paměti a následné vyhledávání ve výkonu (8). Mozkové oblasti, zapojené v emočních procesech, hrají důležitou roli v kognitivních funkcích jako je paměť, pozornost, asociativní funkce, percepce a zpracovávání vnitřních stavů nebo vnějších podnětů (17). Odpovědi nižší alfa frekvence jsou tedy spojeny s pozorností a/nebo na stimul orientovanými procesy, zatímco odpověď vyšších frekvencí alfy reflektují vyšší procesy, jako jsou paměťové funkce a zpracování jazyka (11).

Výskyt alfa aktivity nad centrálními oblastmi v průběhu hry a krátce po dohrání u všech probandů je ve shodě i s nástupem centrální únavy tak, jak to uvádějí další současné studie. Popis distribuce však není plně jednotný, hovoří se o zvýšeném centrálním výskytu a poklesu v parietookcipitálních oblastech (13), ale i o různé distribuci alfa aktivity od frontálních, přes centrální až k parietálním oblastem dle plněného úkolu (4).

Změna amplitudy alfa aktivity byla přítomna u všech probandů, jako projev zvýšené synchronicity alfa aktivity v thalamokortikálních okruzích. Bezprostředně po dohrání byla u všech probandů zaznamenána alfa aktivita s vyšší amplitudou než při nativním EEG před hrou. Tento jev byl velmi výrazný především u probanda 2 a 3, kde při nativním EEG měla alfa aktivita nízkou amplitudu.

Výskyt alfa aktivity s vyšší amplitudou v centrofrontálním regionu a snižování amplitudy v okcipitální oblasti odpovídá nástupu centrální únavy až ospalosti (13). Podobné výsledky s výskytem alfy na začátku spánku byly prokázány i přes všeobecný předpoklad, že by se alfa aktivita v těchto okamžicích měla snižovat až vymizet (6). Vzhledem k vyššímu výskyt alfa aktivity u nezkušených řidičů oproti zkušeným lze polemizovat, zda se jedná o nástup únavy, či o proces učení a vyšší kognitivní kapacity (13).

Běžný výskyt alfa aktivity při klidovém EEG je s parietookcipitální distribucí, kdy může mít i hemisferální asymetrii (23). Pravidelná alfa aktivita se objevuje v období pátého až sedmého roku věku a má velmi dobrou reaktivitu. Tlumí se otevřením očí, ale i spontánně zvýšenou pozorností. Tedy dle zažitých předpokladů energetická mohutnost alfa aktivity je nepřímo úměrná pozornosti. Tedy čím větší pozornost, tím menší alfa aktivita a opačně, čím lepší relaxace, tím vyšší alfa (7). K poklesu mohutnosti alfa aktivity pak dochází asi mezi 50. – 60. rokem věku (24).

V rámci experimentu se podařilo prokázat výskyt alfa aktivity v průběhu pohybové činnosti, konkrétně hry na housle. Tato činnost má vysoce specifický charakter a souvisí s kognitivními funkcemi, plánováním a vykonáváním pohybu, ale i s emocemi. Distribuce, generování rytmu a stupeň synchronizace elektrické aktivity mozku v alfa pásmu je dle současného stavu bádání závislý právě na druhu vykonávané činnosti. V souvislosti s tím se hovoří o konceptu DMN (default mode network), který se zakládá na důkazech o tom, že existují stálé vzory deaktivace přes síť mozkových oblastí, ke které dochází při zahájení vykonávání úloh. Tato mozková síť je aktivní při klidovém stavu s vysokým stupněm funkčního propojení mezi jednotlivými regiony. Aktivita této oblasti je právě v korelaci s alfa aktivitou v parietální a okcipitální oblasti (12).

ZÁVĚR

Studie prokázala výskyt alfa aktivity v průběhu pohybové činnosti, změny v její distribuci i amplitudě. Podařilo se popsat jeden z parametrů související s aktivitou mozku při výkonu vyžadujícím velkou míru koordinace, kognitivní kapacity, ale i emotivního prožitku. Změny v alfa aktivitě mohou naznačovat změny v generování alfa aktivity z různých mozkových oblastí, účastnících se řízení motoriky, kognitivních procesů a emočního prožívání, např. z limbického systému. Dálkové spoje poskytují pomalé rytmy v mozku během stavu hluboké relaxace a umožňují asociativní spojení v paměti a následné vyhledávání ve výkonu. Budoucí výzkum by mohl dále studovat spojení výskytu alfa aktivity při relaxaci a zavřených očích a při pohybovém výkonu. Stimulace těchto funkčních propojení by posléze mohla využívána pro nácvik motorického učení či rozvíjení kognitivních funkcí.

Studie vznikla v rámci Programu rozvoje vědních oblastí na Univerzitě Karlově č. P38 Biologické aspekty zkoumání lidského pohybu a za podpory grantového projektu GAČR 13-07776P.

Adresa pro korespondenci:

MUDr. David Pánek, Ph.D.

Katedra fyzioterapie FTVS UK

J. Martího 31

162 52 Praha 6


Zdroje

1. AMBLER, Z.: Neurologie pro studenty lékařské fakulty. 5. vyd., Praha, Karolinum, 2004, 399 s., ISBN 80-246-0894-4.

2. BAILEY, STEPHEN P. et al.: Changes in EEG during graded exercise on a recumbent cycle ergometer, Journal of Sports Science and Medicine, 7, 2008, s. 505-511.

3. BALBILONI, C. et al.: Golf putt outcomes are predicted by sensorimotor cerebral EEG rhythms, J. Physiol., 2008, 1, s. 131-139.

4. BARWICK, F. ARNETT, P. SLOBOUNOV, S.: EEG correlates of fatigue during administrativ of a neuropsychological test battery, Clinical Neurophysiology, 123, 2012, 2, s. 278-284.

5. ČIHÁK, R.: Anatomie 3. 1. vyd., Praha, Grada, 1997, 655 s., ISBN 80-7169-140-2.

6. DONÁT, J. FÁBER, J.: Metoda kontinuálního sledování spektrálních pásem EEG signálu. Neurologie pro praxi, 1, 2005, s. 31-35.

7. FÁBER, J.: Elektroencefalografie a psychofyziologie. 1. vyd., Praha, IVS nakladatelství, 2001, 170 s., ISBN 80-85866-74-9.

8. GRUZELIER, J.: A theory of alpha/theta neurofeedback, creative performance enhancement, long distance functional connectivity and psychological integration, Cogn. Process, 10, 2009, s. 101-109.

9. HANSLMAYR, S. et al.: Increasing individual upper alpha power by neurofeedback improves cognitive performance in human subjects. Applied Psychophysiology and Biofeedback, 30, 2005, 1, s. 1-10.

10. KOUKOLÍK, F.: Lidský mozek. 3. vyd., Praha, Galén, 2012, 400 s., ISBN 978-80-7262-771-4.

11. KRAUSE, CH. M., PÖRN, B., LANG, A. H., LAINE, M.: Relative alpha desynchronization and synchronization during perception of music. Scandinavian Journal of Psycology, 40, 1999, s. 209-215.

12. KNYAZEV, G. G.: EEG correlates of self-referential processing. Frontiers in Human Neuroscience, 7, 2013, Article 264, s. 1-10.

13. LAL, SAROJ, K. L., CRAIG, A.: Electroencephalography activity associated with driver fatigue: Implications for a fatigue coutermeasure device. Journal of Psychophysiology, 15, 2001, 183-189.

14. LORIST, M. M. et al.: Mental fatigue and task kontrol: Planning and preparation. Psychophysiology, 37, 2000, s. 614-625.

15. LOZE, G. M., COLLINS, D., HOLMES, P. S.: Pre-Shot EEG alpha-power reaktivity during expert air-pistol shooting: A comparison of best and worst ahots, Journal of Sports Science, 19, 2001, 9, s. 727-733.

16. MURUGAPPAN, M. RIZON, M. NAGARAJAN, R. YAACOB, S.: Inferring of human emotional states using multichannel EEG. European Journal of Scientific Research, 48, 2010, 2, s. 281-299, ISSN 1450-216X.

17. PÁNEK, D., KOVÁŘOVÁ, L., PAVLŮ D., KRAJČA V.: Elektroencefalografické koreláty výkonnostní motivace a únavy. Rehabil. fyz. Lék, 21, 2014, 2, s. 84-89.

18. PLHÁKOVÁ, A.: Učebnice obecné psychologie. 1. vyd., Praha, Academia, 2003, 427 s., ISBN 80-200-1086-6.

19. REINECKE, K. et al.: From lab to field conditions: A pilot study on EEG methodology in applied sports science. Applied Psychophysiology and Biofeedback, 36, 2011, s. 265-271.

20. SAMMLER, D. et al.: Music and emotion: Electrophysiological correlates of the processing of pleasant end unpleasant music, Psychophysiology, 44, 2007, s. 293-304.

21. STERNBERG, R. J.: Kognitivní psychologie. 1. vyd., Praha, Portál, 2002, 636 s., ISBN ISBN 80-7178-376-5.

22. TUNCEL, D., DIZIBUYK, A., KIYMIK, M. K.: Time frequency based coherence analysis between EEG and EMG activities in fatigue duration. Journal of Medical Systems, 34, 2010, s. 131-138.

23. VOJTĚCH, Z. a kol.: Atlas elektroencefalografie dospělých. 1. díl, Praha, 2005, Triton, 495 s., ISBN 80-7254-6.

24. ZAEHLE, T., RACH, S., HERRMANN, CH. S.: Transcranial alternating current stimulation enhances individual alpha activity in human EEG. Plos One, 5, 2010, 11, s. 1-7.

25. ZHANG, L., ZHENG, CH.: Lempel-Ziv komplexity ganges and physiological mental fatigue level during different mental fatigue state with spontanous EEG. Health, 1, 2009, s. 35-38.

Štítky
Fyzioterapie Rehabilitace Tělovýchovné lékařství

Článek vyšel v časopise

Rehabilitace a fyzikální lékařství

Číslo 4

2014 Číslo 4

Nejčtenější v tomto čísle

Tomuto tématu se dále věnují…


Kurzy

Zvyšte si kvalifikaci online z pohodlí domova

Imunitní trombocytopenie (ITP) u dospělých pacientů
nový kurz
Autoři: prof. MUDr. Tomáš Kozák, Ph.D., MBA

Pěnová skleroterapie
Autoři: MUDr. Marek Šlais

White paper - jak vidíme optimální péči o zubní náhrady
Autoři: MUDr. Jindřich Charvát, CSc.

Hemofilie - série kurzů

Faktory ovlivňující léčbu levotyroxinem
Autoři:

Všechny kurzy
Kurzy Doporučená témata Časopisy
Přihlášení
Zapomenuté heslo

Nemáte účet?  Registrujte se

Zapomenuté heslo

Zadejte e-mailovou adresu se kterou jste vytvářel(a) účet, budou Vám na ni zaslány informace k nastavení nového hesla.

Přihlášení

Nemáte účet?  Registrujte se

VIRTUÁLNÍ ČEKÁRNA ČR Jste praktický lékař nebo pediatr? Zapojte se! Jste praktik nebo pediatr? Zapojte se!

×