Mu-rytme (μ-rytme, rolandisk rytme, sansemotorisk rytme, arcoid (arceau) rytme, buet (wicket) rytme, kam rytme, bue rytme) - rytme i hjernen - i den biopotentiale fluktuelle region i den sensoriske flukturiale region ved en frekvens på 8 - 13 Hz (oftest 9 - 11 Hz). Disse udsving kan registreres ved hjælp af elektroencefalografi (EEG), magnetoencefalografi (MEG) eller elektrokortikografi (ECOG). Mest udtalt i en tilstand af fysisk hvile. I modsætning til alfarytmen , som forekommer med en lignende frekvens bag på hovedet over synsbarkenogså i hvile er mu-rytmen lokaliseret over den motoriske cortex . Hos en person opstår mu-undertrykkelse, når han eller hun udfører en bevægelse eller, efter noget træning, når han eller hun visualiserer (forestiller sig) bevægelsen. Denne undertrykkelse kaldes desynkronisering (fald i signalamplitude), fordi årsagen til fremkomsten af rytmiske mønstre på EEG er den synkrone aktivitet af et stort antal neuroner . Desuden undertrykkes mu-rytmen, når en person observerer udførelsen af en anden persons bevægelser. Ramachandran og kolleger foreslog, at dette er et tegn på, at spejlneuronsystemet er involveret i undertrykkelsen af mu-rytmen [1] [2] , dog er der modstandere af denne teori [3] . Mu-rytmen er interessant for mange forskere. For eksempel, når man studerer udviklingen af nervesystemet , er detaljerne om dannelsen af mu-rytmen i spædbarn og barndom og dens rolle i læreprocesser af interesse [4] . Da nogle forskere mener, at autismespektrumforstyrrelse (ASD) i høj grad er forbundet med ændringer i spejlneuronsystemet [1] [5] [6] , og at mu-undertrykkelse afspejler aktiviteten af spejlneuroner [2] , er mange af disse videnskabsmænd interesseret i studiet af mu-rytmen hos mennesker med autismespektrumforstyrrelser. Mu-rytmen er meget udbredt i konstruktionen af hjerne-computer-grænseflader (MCI'er). Med udviklingen af MCI-systemer håber læger at give mennesker med svære handicap nye måder at kommunikere, manipulere og bevæge sig i rummet [7] .
Spejlneuronsystemet blev opdaget i 1990'erne i makaker [ 6] . Forskning har fundet neuroner, der affyres, når aber udfører simple opgaver, såvel som når aber ser en anden udføre lignende simple opgaver [8] . Dette tyder på, at disse neuroner spiller en vigtig rolle i hjernen, der behandler andre menneskers bevægelser uden deres fysiske gentagelser. Disse neuroner kaldes spejlneuroner, og de danner spejlneuronsystemet. Mu-rytmen undertrykkes, når disse neuroner affyres. Takket være dette fænomen kan forskere studere aktiviteten af spejlneuroner hos mennesker [9] . Der er beviser for, at spejlneuroner findes i både mennesker og ikke-menneskelige dyr. Spejlneuroner hos mennesker menes at være placeret i den højre laterale occipitotemporale gyrus , den venstre nedre parietallap , den højre forreste parietallap og den venstre inferior frontal gyrus [6] [10] [11] . Nogle forskere mener, at undertrykkelsen af mu-rytmen kan være en konsekvens af aktiviteten af spejlneuroner og er en integreret behandling på højt niveau af aktiviteten af spejlneuronsystemet [2] [12] [13] [14] . Undersøgelser i aber (ved hjælp af invasive registreringsmetoder) og mennesker (ved hjælp af EEG og fMRI ) har vist, at spejlneuroner ikke kun affyrer under motorisk aktivitet, men også reagerer på intention [15] .
Den centrale alfa-lignende rytme, som reagerer med et fald i amplitude på både uafhængige og observerede bevægelser, findes hos nyfødte fra 11 ugers alderen med en frekvens på 3 Hz. Hyppigheden af dens oscillationer stiger hurtigt i løbet af det første leveår og når 6-8 Hz. De fleste forskere har en tendens til at betragte denne centrale rytme som nyfødtes mu-rytme, som har samme karakter som hos voksne. Med alderen fortsætter mu-rytmefrekvensen med at stige, når den når 9 Hz i en alder af 4 og stabiliserer sig på 10 Hz ved voksenalderen [16] .
Mu-rytmen betragtes som en indikator for spædbørns imiterende evner . Evnen til at imitere spiller en vigtig rolle i udviklingen af motoriske færdigheder , brugen af redskaber og forståelsen af årsag og virkning gennem social interaktion [10] . Imitation er en væsentlig del af udviklingen af sociale færdigheder og forståelsen af ikke-verbale signaler [4] . Mu-rytmen er til stede hos både voksne og børn før og efter udførelsen af en motorisk opgave, som er ledsaget af dens desynkronisering. Men hos spædbørn under udførelsen af målrettede bevægelser er graden af desynkronisering større end hos voksne. Et lignende billede observeres ikke kun under uafhængige bevægelser, men også under observation af en anden persons bevægelser [4] .
Autisme er forbundet med et underskud i social interaktion og kommunikation . Mu-rytmen og spejlneuronsystemet bliver undersøgt for deres mulige rolle i udviklingen af denne sygdom. Hos en sund person affyres spejlneuroner, når de udfører handlinger, eller når de observerer en anden person, der udfører handlinger. Hos mennesker med autisme aktiveres spejlneuroner (og derfor undertrykkes mu-bølger) kun når en person udfører en handling på egen hånd, men ikke når man observerer en anden persons handlinger [1] [5] . Denne opdagelse har fået nogle videnskabsmænd til at foreslå, at autisme er forbundet med en funktionsfejl i spejlneuroner, hvor det er svært at forstå andre menneskers hensigter og mål [6] . Disse funktionsnedsættelser kan forklare de vanskeligheder, mennesker med autisme har med at kommunikere og forstå andre mennesker.
Brain-computer interfaces (BCI'er) er en ny teknologi, der menes en dag at give mennesker med handicap større uafhængighed. Det forventes, at disse teknologier vil være i stand til at hjælpe mennesker, der er næsten fuldstændigt eller endda fuldstændig lammede, for eksempel med sygdomme som tetraplegi (quadriplegi) eller amyotrofisk lateral sklerose . BCI'er kan hjælpe sådanne patienter med at kommunikere eller endda give dem mulighed for at kontrollere bevægelsen af kørestole og neuroproteser [7] [17] . En type MCI er en grænseflade, der bruger hændelsesdrevet mu-rytme desynkronisering til at styre en computer [7] . Denne metode til at overvåge hjerneaktivitet er baseret på det faktum, at når en gruppe neuroner er i hvile, har de en tendens til at skyde synkront. Hvis MKI-operatøren mentalt forestiller sig en bevægelse ("hændelse"), vil desynkronisering (relateret til "hændelsen") forekomme. Neuroner, der tidligere affyrede synkront, vil erhverve deres individuelle, forskellige affyringsmønstre. Dette vil føre til et fald i amplituden af det optagede signal, som kan optages og analyseres ved hjælp af en computer. Operatører af sådanne MKI'er er uddannet til at visualisere bevægelser af ben, arme og/eller tunge. Disse kropsdele har fjerne projektionszoner af hjernebarken og derfor er de nemmest at skelne fra hinanden på basis af elektroencefalogram (EEG) eller elektrokortikogram (ECoG) optagelser fra elektroder placeret over den motoriske cortex [7] [18] . Hændelsesdrevet desynkronisering kan bruges sammen med andre metoder til at overvåge hjernens elektriske aktivitet, hvilket muliggør skabelsen af hybride BCI'er, som ofte viser sig at være mere effektive end BCI'er ved brug af kun én overvågningsmetode [7] [18] .
Mu-rytme blev først beskrevet af Gasteau i 1952 [19] og blev af ham karakteriseret som " the rythme en arceau " for dens karakteristiske bueformede bølgeform. Senere, i den elektroencefalografiske litteratur, blev mu-rytmen kaldt roland eller den centrale alfa-rytme, da dens fokus er placeret nær den centrale (roland) rille i hjernebarken, og oscillationsfrekvensen falder sammen med frekvensen af den occipitale alfarytme [ 16] . Men i lang tid blev den ikke tillagt den store betydning, da man mente, at den kun forekommer hos en lille del af mennesker [2] . Brugen af moderne signalanalyseteknikker, såsom uafhængig komponentanalyse , har bevist tilstedeværelsen af mu-rytmen hos de fleste raske mennesker [20] .
I modsætning til α-rytmen aktiveres μ-rytmen under psykisk stress og psykisk stress. Udførelsen af enhver bevægelse, uanset deres struktur, kraft, tidsmæssige, rumlige karakteristika, er altid ledsaget af blokering af μ-rytmen. Rytme er også blokeret af en mental repræsentation af bevægelse, en tilstand af parathed til bevægelse eller taktil stimulation. Lidt reagerer på virkningerne af andre stimuli, såsom lys og lyd [2] . Det kommer til udtryk hos blinde, som kompenserer for tabet af synet ved udvikling af taktil og motorisk udforskning af miljøet, hos hvem det forekommer tre gange oftere end hos seende. Også μ-rytmen udtrykkes hos atleter (fem gange oftere end hos ikke-atleter) [21] .
| EEG rytmer | |
|---|---|