文摘
在先前的研究中,我们发现低级激光(iii)刺激在手掌10赫兹的频率能够诱发显著的大脑活动在正常受试者打开眼睛。然而,脑电图(EEG)改变微光刺激受试者闭着眼睛没有被研究过。在目前的研究中,应用激光阵列刺激器提供的手掌麻木不仁的激光刺激测试受试者闭着眼睛(激光组)。脑电图活动之前、期间和之后收集激光刺激。每个脑电图的脑电图振幅权力频带19岁位置计算。这些电力数据通过SPSS软件进行分析使用重复测量方差分析和适当posthoc测试。我们发现明显降低EEG功率在alpha-bandwidth激光模拟,然后少减少在正常人脑电图在delta-bandwidth激光刺激。EEG在beta-bandwidth枕在正确的位置在激光组也显著降低。我们建议微光刺激可能有利于陷入睡眠患者的睡眠问题。
1。介绍
脑电图活动可以影响不同刺激模式(1- - - - - -8),包括视觉、听觉、和躯体感觉刺激。建议,通过适当和有效的中介electrocerebral修改(例如,脑电图活动),一个适当的感官刺激能够产生所需的精神状态,比如放松或睡眠状态(9- - - - - -12]。这样的感官刺激可以应用于头部的前或后,头皮,眼睛,鼻根,寺庙,还有特定的穴位。例如,Yasushim发明了一个装置由一个光刺激诱发脑电波变化信号在人类的脑电波频率接近实际9]。筛设计技术激活中枢神经系统(CNS)听觉刺激在大脑左右半球的不同频率(10]。Sunnen提出一个方法来生成与换能器(睡眠刺激11]。兴等人提出了一个装置,可以提供一个多元化的磁脉冲项的地区影响大脑中心获得一个理想的精神状态(12]。我们认为低级激光(iii)刺激也应该是一个很好的选择有类似的效果。
在我们之前的研究中,我们发现,打开眼睛的正常受试者的脑电图活动可能会影响微光刺激左手掌。刺激,脑电图权力在α-和theta-bandwidths后头部区域增加,而脑电图在beta-bandwidth额头地区下降(13]。在这项研究中,我们要求测试对象保持睁开了眼睛整个30-minute-recording期间,为了不成为昏昏欲睡,甚至陷入睡眠。本研究的目的是调查是否有任何重大的改变在脑电图权力微光刺激正常闭着眼睛。
2。对象和方法
试验前,研究机构伦理委员会批准的协议是民生综合医院则。每个参与者都需要给书面知情同意。本研究直接符合赫尔辛基宣言的指导方针。
2.1。参与者
二十个正常健康受试者包括(平均年龄14年,雄性,雌性6日)在目前的研究。每个主题收到两个试验:一个试验用激光刺激器被打开(激光组)和其他试验刺激器不打开(对照组)。在第一个试验中,每个主题是随机和盲目地分配给激光或对照组。几天后在第二次试验中,然后测试主题是安排进入激光或对照组,只是不同,在他或她的第一次审判。我们必须匹配的操作安排考场以及空闲时间的测试对象,两个试验之间的间隔不一样,范围从3到7天。
排除标准包括(a)有精神疾病史,例如,抑郁症、药物滥用、精神分裂症,偏执症,(b)有心肺疾病,(c)目前接受药物治疗。
2.2。激光
在这项研究中,相同的激光刺激器在我们以前的研究是使用[13]。拉斯维加斯由6激光二极管(像)。每个LD被设定为7兆瓦输出最小刺激在这项研究中,和操作频率被设定为10 Hz,占空比50%。激光二极管的光没有任何平行透镜是一个条纹形状由于不同的发散角水平(10°)和垂直(30°)方向。激光的面积约等于14.8毫米2在10毫米的距离。因此,用量大约20焦耳/厘米210分钟治疗;它是麻木不仁的操作。
2.3。过程
“双盲随机试验”是用于这项研究。在每个试验中,受试者并不知道哪一组他们。主题坐在扶手椅上,然后把左手掌在拉斯维加斯所需设备。他或她被要求放松,闭上眼睛指令,并停止任何动作。在激光二极管激光组,是打开10分钟,而不是打开在对照组。一开始,每位受试者被要求放松5分钟以陈旧的生理状态。正在进行脑电图记录闭着眼睛在三个阶段(6次):刺激前(基线5分钟、会话1),在刺激(激光刺激,10分钟,会话2和会话3),后刺激(会话poststimulation, 15分钟,4、5、6)。这个过程是类似于我们之前的研究13),但病人闭上了眼睛。EEG技术专家需要甚至不打扰测试主题的证据出现嗜睡或睡眠的脑电图。
2.4。控制
低级的红外激光二极管是无形的,吐不出热或任何其他可检测指示;因此,它是理想的双盲研究。当受试者接受虚假的激光刺激在对照组,他们经历了同样的过程在激光组,但激光刺激器没有打开。
2.5。脑电图记录和测量
在实验中,测试者被要求把他的或她的左手掌在拉斯维加斯。脑电图描记仪(Neurofax模型- 1000,日本KOHDEN)被用于这项研究。带通是设定在0.5 - -70.0赫兹。脑电图的变化可能被记录在头皮上与Ag / AgCl记录电极。电极放置国际10 - 20之后被安排系统。定量参考(单极蒙太奇)脑电图记录19电极与耳垂引用。采样速率是每秒256个样本。把电极放在双手的心电图记录。脑电图数据分析提供能力19记录位置数据的四个带宽(δ0.5 -3.5赫兹;θ,4 - 7赫兹; alpha, 8–13 Hz; beta, 13–50 Hz) with the software Neurofax version 05–80. The mean and standard deviation of calculated values were expressed as “Mean ± SD”.
2.6。统计分析
单向重复测量方差分析和适当posthoc测试是用来比较的差异LAS刺激前后脑电图和频带能量从19记录位置的四个乐队。双尾配对以及应用于比较脑电图和频带能量的差异之前和之后LAS刺激从F4, C4, P4, O2, F3, C3, P3和O1电极。所有与SPSS软件统计分析被处决(版本11)。被认为是一个统计意义价值0.05。
3所示。结果
方差分析分析表明激光集团共有14个重要位置。的位置,通过带通,如下:三角洲:Fp2,α:Fp1, Fp2, F3, F4, Fz, T3, P3, P4, T6, O1,和氧气;贝塔:T6,氧气;θ:没有明显的方差分析结果。安慰剂组的方差分析分析表明共14个重要位置但是在不同的地方。带通,位置如下:三角洲:没有明显的方差分析结果,θ:F7,α:F3, F4, Fz, F8, T3, T4, P3, Pz、T6, O1,和氧气;贝塔:T5, T6。从基线位置指示重大改变权力期间和之后10分钟LAS刺激会话呈现在图1激光组和图2安慰剂组。甚至这两组之间的差异是不重要的记录位置,但值得提及的是α权力显著下降额地区(Fp1和Fp2)和β力量显著降低在枕叶(O2)激光组。
ROI(感兴趣的区域:额,中央、顶叶和枕叶区域)与配对进行了分析以及分析。图3显示了脑电图的归一化强度的时间变化在alpha-bandwidth在激光连续六次会议(菱形点)和控制(平方现货)组。在这个图中,归一化强度的纵坐标是获得测量α权力相应的α在第一个会话中。激光或对照组,阿尔法权力从会话2会话6显著下降,特别是在(即后头部区域。P3, P4、O1群和O2)。降低α在会话2和3中更加突出激光组比对照组。
颞规范化脑电图在beta-bandwidth强度的变化显示在图4。激光或对照组,β的变化在前头部区域(F3, F4, C3和C4)从会话2会话6,但倾向于降低β是力量。减少β权力的后头部区域,特别是枕骨区域(O1、O2)。在右枕叶区域,减少β在激光组比对照组,进行会话2具有重要意义,。
图5显示了时间的变化在theta-bandwidth规范化脑电图功率强度。相比,在第一次会议中,小的改变θ权力被发现。只有轻微的减少额区(F3, F4)和轻度下降在过去的会议在几乎所有领域。两组之间的强度变化差异最小,不重要。
颞规范化脑电图在delta-bandwidth强度的变化显示在图6。类似的模式的时序变化δ权力被发现在所有的领域;即δ力量减少第二和第三会话并逐步返回到原来的水平(第一阶段)第四和第五会话,异常的三角洲力量额区(F3, F4)。三角洲权力再次下降在过去的会议。下降程度的三角洲权力在某些领域是比激光组更大的控制。
4所示。讨论
当采取常规EEG实验室里清醒脑电图,病人要求静静地坐着,放松自己,保持闭上眼睛。在这种情况下,病人并不奇怪容易变得昏昏欲睡,甚至陷入睡眠。因此,EEG技术专家仔细观看正在进行的脑电图轮廓,清醒病人如果脑电图出现嗜睡的证据。在我们之前的研究中,我们要求测试对象保持睁开了眼睛,发现微光刺激能引起大脑活动在正常清醒。在目前的研究中,我们让测试对象完全闭上眼睛,放松。我们没有阻止他们变得昏昏欲睡或陷入睡眠。Electroencephalographically,几乎所有的测试对象不能保持清醒在整个实验期间。
在正常清醒,放松成人闭着眼睛,占主导地位的脑电波α节律主要分布在后头部区域。阿尔法节律是由视觉注意力和精神的努力(减毒14]。嗜睡的典型的脑电图变化在正常成年人逐步或快步辍学α节律,出现不同步的低压慢波(2 - 7赫兹),和顶点的出现大幅波。前α节律和增加β扩散活动(主要是年龄在18岁至25岁之间的Hz) frontocentral地区偶尔会提到。睡眠纺锤波,顶点锋利的波浪,K-complexes可能可能脱离背景振幅和混合频率较低。高压有节奏的θ或δ波是非常罕见的15]。
曲线在图3图6显示,脑电图的时间变化在四个不同的带宽,可靠地反映了awake-drowsy-sleepy测试对象的状态。在宁静的形势和放松身体和心灵,他们几乎不可避免地进入了一个昏昏欲睡的状态。辍学的α节律嗜睡可以导致alpha-bandwidth EEG功率下降,下降的程度相当(图后的头地区更加突出3)。脑电图的反弹力量alpha-bandwidth在某种程度上在后者会议(会议5和6)可能与前扩散睡意α节律和睡眠纺锤波的出现(12 - 14 Hz,其中一部分是在α范围)在睡眠。
类似于其他脑电图活动,β波在睡意也变得不那么突出。脑电图的时间曲线在beta-bandwidth因此减少在前面的会话(图4)。然而,偶尔的β活动增强光睡眠是最可能的原因导致beta-bandwidth规范化脑电图功率强度波形轻轻在原来的水平。
在清醒的成年人,如果发生过度θ波是不正常的。然而,不同步的低压θ波通常出现嗜睡或睡眠。θ波的出现是嗜睡发作的一个重要标志16]。在这项研究中,没有明显的脑电图在theta-bandwidth(图的变化5)。所有的测试被试大学生和几乎所有人习惯熬夜。因此,坐在一个舒适的扶手椅上闭着眼睛,什么都不做,几乎所有的测试科目昏昏欲睡甚至在脑电图记录早在第一次会议。EEG在theta-bandwidth因此是保持相当稳定的在整个记录时间(图5)。轻微下降的归一化强度在过去的会话(session 6)不确定的意义。θ下降的原因在额叶区域(F3, F4)被认为是类似的脑电图功率delta-bandwidth(见下文)。
在视觉分析脑电图记录,δ波不正常清醒的成年人。他们主要在深度睡眠脑电图活动。与功率谱分析、脑电图权力delta-bandwidth在场,可能与慢波次谐波α或其他节奏。工件因闪烁或眼球运动通常类似脑电图波δθ(有时)范围内,尤其是在前头部区域。在功率谱分析,他们不可能从真正的差异化脑电图δ波和他们也扮演着重要的角色在脑电图功率delta-bandwidth(θ)。slow-rolling眼球运动轻度睡眠或慢波睡眠没有显著贡献的三角洲次方在目前的研究中,他们的频率通常是低于0.5赫兹和光谱分析的范围之外。时间在delta-bandwidth EEG功率(图的变化6)兼容出现嗜睡或光线的不同步的低压慢波睡眠。额地区(F3, F4),更加突出三角洲功率下降被认为是造成少或无眼球运动工件嗜睡或浅睡眠。类似于θ的权力,也有轻微的归一化强度的下降在过去session(会话6)不确定的意义。
主要区别在脑电图功率在不同激光之间的带宽和对照组包括更加突出EEG功率下降在alpha-bandwidth微光刺激(激光组会话2和3),更多的减少beta-bandwidth O2激光组和更少的减少delta-bandwidth在后一种激光组会话尤其是在右半球。尽管LLL-induced生理变化的实际和详细的机制在大脑中并不广为人知,感官生理学的基础上,我们认为,这种影响应该更明显的半球侧到另一边的刺激,也就是说,右半球在目前的研究。左右的差异LLL-induced脑电图的变化在目前的研究(图3图6)被认为是有关激光刺激左手掌。
经颅电刺激唤起广义抽搐(电休克疗法)治疗精神分裂症和抑郁症是一个著名的技术。已经尝试了经颅磁刺激治疗抑郁症(17]。除了直接脑刺激,刺激周围神经也被应用于某些神经或精神疾病的治疗,如迷走神经刺激在难治性癫痫和抗抑郁18,19)和枕神经刺激丛集性头痛和其他类型的头痛20.,21]。我们考虑在本研究微光刺激与一种类似外周神经刺激。
针对减少α权力在微光刺激(会话早些时候在目前的研究),我们推断微光刺激有助于睡眠诱导。根据少减少δ在后者激光组会话,我们假定微光刺激会导致更深的嗜睡或睡眠状态。所以,我们建议微光刺激可以是一个非药物的患者的睡眠问题的解决方案。然而,进一步的研究是必要的。
5。结论
低级的影响在正常人脑电图功率激光刺激闭着眼睛。几乎所有的测试受试者很容易找到落入嗜睡或浅睡眠。明显减少EEG功率在alpha-bandwidth激光模拟,然后少减少三角洲的权力被发现在正常受试者激光刺激。我们建议低级激光刺激患者的睡眠问题可能是有用的。
确认
作者特别感谢李Si-Chen博士(国立台湾大学校长(南大))和员工(π-宣Shieh Hsun-Wen Hsu Yu-Huei曾和许雅惠林)的神经学台大医院的支持本研究。作者也承认中华民国的国家科学委员会对金融支持(合约号。:nsc101 - 2320 - b - 130 - 001和102 NSC - 2320 - b - 130 - 001)。