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뮤 웨이브

Mu wave
Single lead EEG readout
EEG알파 진동의 1초 샘플.이 리듬은 뇌의 다른 부분에서 알파 진동이 감지되지만 뮤 리듬과 유사한 주파수에서 발생한다.
Left motor cortex highlighted on the brain
좌뇌 운동 피질, 즉 BA4는 뇌의 이 좌뇌 측면도에서 녹색으로 강조되어 있다.이것은 쌍방향으로 뮤 리듬이 감지되는 영역이다.

뮤 웨이브, 빗 또는 위켓 리듬 또는 아크폼 리듬이라고도 알려진 센서리모터 뮤 리듬은 자발적인 움직임을 제어하는 뇌의 일부에서 아마도 피라미드 형태의 많은 수의 뉴런이 관여하는 전기적 활동 패턴이다.[1]뇌전파검사(EEG), 뇌전파검사(MEG) 또는 뇌전파검사(ECOG)로 측정한 이러한 패턴은 7.5–12.5(그리고 주로 9–11)Hz의 주파수에서 반복되며 신체가 신체적으로 휴식 중일 때 가장 두드러진다.[1]두피 뒤쪽의 휴식하는 시각피질 위로 비슷한 주파수에서 발생하는 알파파와 달리 뮤 리듬은 운동피질 위에서 대략 귀에서 귀까지 띠로 발견된다.사람은 운동 동작을 할 때나 연습할 때 운동 동작을 할 때 뮤 리듬을 억제한다.EEG 파형은 많은 수의 뉴런이 동시에 발화하여 발생하기 때문에 이 억제를 파동의 비동기화라고 한다.mu 리듬은 생물학적 특성을 가진 다른 사람이 운동이나 추상적인 운동을 하는 것을 관찰할 때도 억제된다.V. S. 라마찬드란과 동료들과 같은 연구자들은 다른 연구자들은 반대하지만 이것은 거울 뉴런 시스템이 뮤 리듬 억제에 관여하고 있다는 징후라고 제안했다.[2][3][4]

mu 리듬은 다양한 학자들의 관심사다.신경발달을 연구하는 과학자들은 유아기와 유년기에 뮤 리듬이 발달한 내용과 학습에서의 그 역할에 관심이 많다.[5]한 연구팀이 자폐 스펙트럼 장애(ASD)가 거울 뉴런 시스템의[2][6][7] 변형된 영향을 강하게 받고 뮤 리듬 억제가 거울 뉴런 활동의 하류 표시라고 믿기 때문에,[3] 이들 과학자 중 다수는 ASD를 가진 사람들의 뮤 파동을 조사하는 데 더 많은 관심을 가져왔다.다양한 조사관들도 새로운 기술인 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 개발하기 위해 뮤 리듬을 사용하는 과정에 있다.BCI 시스템의 등장으로 임상의사들은 중증 신체장애인들에게 새로운 의사소통 방법과 환경을 조작하고 탐색할 수 있는 수단을 제공하기를 희망한다.[8]

미러 뉴런

거울 뉴런 체계는 1990년대에 마카크 원숭이를 대상으로 처음 연구된 뉴런의 한 부류로 구성되어 있다.[7]연구에 따르면 이 원숭이들이 간단한 작업을 수행할 때 그리고 또한 원숭이들이 다른 원숭이들이 같은 간단한 작업을 수행하는 것을 볼 때 발화하는 일련의 뉴런들을 발견했다.[9]이것은 그들이 실제로 움직임을 수행하지 않고 다른 사람의 움직임을 뇌에 매핑하는 역할을 한다는 것을 암시한다.이러한 뉴런 세트를 거울 뉴런이라고 하며 함께 거울 뉴런 시스템을 구성한다.뮤 파동은 이 뉴런들이 발화할 때 억제되는데, 이것은 연구자들이 인간의 거울 뉴런 활동을 연구할 수 있게 해주는 현상이다.[10]거울 뉴런이 인간이 아닌 동물에도 존재한다는 증거가 있다.오른쪽 방추형 회오리, 왼쪽 아래 두정류 로불, 오른쪽 앞두정엽 피질, 왼쪽 아래 전두엽 회오리 등이 특히 흥미롭다.[7][11][12]일부 연구자들은 뮤파 억제가 뇌 전체의 미러 뉴런 활동의 결과일 수 있으며, 미러 뉴런 활동의 보다 높은 수준의 통합 처리를 나타낸다고 믿고 있다.[3]원숭이(침습적 측정기법 사용)와 인간(EEG, fMRI 사용)을 대상으로 한 실험 결과, 이러한 거울 뉴런은 기본적인 운동 작업 중에 발화할 뿐만 아니라 의도성을 다루는 구성 요소도 갖고 있는 것으로 나타났다.[13]인간에게 거울 뉴런의 중요한 역할에 대한 증거가 있고, mu 파동은 거울 뉴런의 높은 수준의 조정을 나타낼 수 있다.[3]

개발

소아용에서 mu파의 효과적인 개념화는 mu파 억제가 세계에서 진행되고 있는 활동의 표현이며, 전두엽과 두정맥에서 검출할 수 있다는 것이다.[3]휴식 진동은 소리나 시각과 같은 감각 정보를 관찰하는 동안 억제되며, 대개 전두엽(운동) 피질 영역 내에서 억제된다.[3]mu 파동은 빠르면 4~6개월 동안 탐지할 수 있으며, 이때 파동이 도달하는 피크 주파수는 5.4Hz까지 낮을 수 있다.[5][14]생애 첫 해에는 피크 주파수가 급격히 증가하며,[14] 연령별로는 일반적으로 2번 주파수가 7.5Hz에 이른다.[11]mu파의 최고 주파수는 성인이 될 때까지의 나이에 따라 증가하며, 이때 최종적이고 안정적인 주파수인 8–13 Hz에 도달한다.[5][11][14]이러한 다양한 주파수는 롤랑드 피질 내에서 중심 설커스를 중심으로 활동으로 측정된다.[3]

뮤 파동은 유아의 모방 능력을 나타내는 것으로 여겨진다.이는 모방 능력이 운동 기술 개발, 도구 사용, 사회적 상호작용을 통한 인과 정보의 이해에 중요한 역할을 하기 때문에 중요하다.[11]모방은 사회적 기술의 발달과 비언어적 단서 이해에 필수적이다.[5]인과관계는 직접 경험을 요구하지 않고 사회 학습을 통해 이루어질 수 있다.활동 수행 시 mu 파동은 운동 과제의 실행 전후와 그에 수반되는 비동기화 전후에 유아와 성인 모두에게 존재한다.그러나 목표 지향적인 행동을 실행하는 동안, 유아들은 성인들보다 더 높은 수준의 비동기화를 보인다.행동 집행과 마찬가지로, 행동 관찰 중 유아들의 무파도 비동기화를 보일 뿐만 아니라, 성인에서 증명된 것보다 더 큰 비동기화를 보인다.[5]이러한 비동기화 정도 변화 경향은 실제 빈도 변화보다는 생후 1년 동안 가장 많은 변화가 일어나지만 성인기 전반에 걸쳐 무파발달의 척도가 된다.[14]인생 초기의 행동 인식과 실행 사이에 공유되는 메커니즘을 이해하는 것은 언어 발달에 시사하는 바가 있다.사회적 상호작용을 통한 학습과 이해는 모음 소리뿐만 아니라 동작을 모방하는 데서 비롯된다.어떤 사물이나 행사에 참석한 경험을 다른 사람과 공유하는 것은 언어 발달에 있어서 강력한 힘이 될 수 있다.[15]

자폐증

자폐증은 사회적, 의사소통적 결손과 관련이 있는 질환이다.자폐증의 단일 원인은 아직 밝혀지지 않았지만, 뮤 웨이브와 거울 뉴런 체계는 장애에서 그들의 역할을 위해 구체적으로 연구되어 왔다.전형적으로 발달한 개인에서 거울 뉴런 시스템은 그들이 누군가가 임무를 수행하는 것을 보거나 그들 스스로 임무를 수행하는 것을 볼 때 반응한다.자폐증이 있는 개인에서 거울 뉴런은 개인이 스스로 임무를 수행할 때에만 활동하게 된다(결과적으로 무파가 억제된다).[6][16]이 발견으로 인해 V. S. 라마찬드란과 동료들 등 일부 과학자들은 자폐증을 거울 뉴런 시스템 문제로 인해 다른 개인의 의도와 목표에 대한 이해가 흐트러졌다고 보았다.[7]이 결핍은 자폐증을 가진 사람들이 다른 사람들과 소통하고 이해하는 데 있어 어려움을 설명해 줄 것이다.자폐증 환자의 거울 뉴런 시스템과 뮤파에 대한 대부분의 연구가 단순한 운동 과제에 초점을 맞추고 있지만, 일부 과학자들은 이러한 실험이 거울 뉴런 시스템의 문제가 인지적자와 사회적 결손을 중첩시킨다는 것을 보여주도록 확장될 수 있다고 추측한다.[2][6]

하전두회에서의 fMRI 활성화 크기는 자폐증 환자의 연령에 따라 증가하지만, 일반적으로 발달하는 개인에서는 증가하지 않는다.게다가, 더 큰 활성화는 더 많은 양의 눈을 마주치고 더 나은 사회적 기능과 관련이 있었다.[17]과학자들은 하전두회로가 인간의 거울뉴런 시스템과 상관관계가 있는 주요 신경 중 하나이며 자폐증과 관련된 결손과 종종 관련이 있다고 믿는다.[12]이러한 발견은 거울 뉴런 시스템이 자폐증을 가진 개인에게 기능적이지 않을 수 있지만, 단순히 그 발달에 따르면, 거울 뉴런 시스템은 자폐증을 가진 개인에게 거울 뉴런 시스템은 기능적이지 않을 수도 있다.이 정보는 mu 파동이 뇌에서 거울 뉴런 활동의 다른 영역을 통합하고 있을 수 있기 때문에 현재 논의에서 중요하다.[3]다른 연구들은 신경피드백(이 경우 뮤파의 EEGs의 뇌활동 실시간 기록을 분석하는 컴퓨터를 통해 주어지는 바이오피드백)을 사용하여 미러 뉴런 시스템을 의식적으로 자극하고 뮤파를 억제하려는 시도를 평가했다.이런 종류의 치료법은 자폐증 환자에 대한 시행 초기 단계에 있으며, 성공에 대한 상반된 예측을 가지고 있다.[18][19]

브레인-컴퓨터 인터페이스

뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)는 임상의사들이 언젠가는 중증 신체장애인에게 더 많은 독립성과 대리성을 가져다 줄 것으로 기대하는 발전하는 기술이다.이 기술은 테트라플레지아(정족수)나 첨단 근위축성 측경화증(ALS) 등 전신마비에 가까운 사람을 포함시킬 수 있는 잠재력을 갖고 있으며, BCI는 전동 휠체어, 신경동토형, 로봇 잡는 도구 등 물체를 소통하거나 움직일 수 있도록 돕는 것이다.[8][20]이러한 기술들 중 현재 장애인들이 정기적으로 사용하고 있는 것은 거의 없지만, 실험적인 차원에서 다양한 어레이가 개발되고 있다.[8][21][22]BCI의 한 유형은 컴퓨터를 제어하기 위해 mu파의 이벤트 관련 desynchronization(ERD)을 사용한다.[8]이 뇌 활동을 감시하는 방법은 뉴런 집단이 정지해 있을 때 서로 동시에 발포하는 경향이 있다는 점을 활용한다.참가자가 움직임을 상상("이벤트")할 때, 결과적인 비동기화(현재 복잡하고 개별화된 패턴으로 발사되고 있는 동기파에서 발사되고 있던 뉴런의 그룹)는 컴퓨터가 신뢰성 있게 감지하고 분석할 수 있다.그러한 인터페이스의 사용자는 발, 손 및/또는 혀의 움직임을 시각화하는 훈련을 받는다. 발, 손 및/또는 혀 각각은 피질 호문쿨루스의 서로 다른 위치에 있으므로 운동 피질 위의 전기적 활동을 뇌파(EEEG) 또는 전기 코텍시그래프(ECoG)로 구별할 수 있다.[8][21]이 방법에서 컴퓨터는 주변 조직의 이벤트 관련 동기화(ERS)와 결합된 시각화된 움직임에 대한 mu파 ERD 대측면의 전형적인 패턴을 감시한다.[21]이러한 페어링 패턴은 훈련과 함께 강화되고,[8][21][22][23] 훈련은 점점 더 게임 형태를 띠며, 일부는 가상현실을 활용한다.[8][21][23]일부 연구자들은 가상현실 게임의 피드백이 사용자들이 뮤파 패턴에 대한 제어력을 향상시킬 수 있는 도구를 제공하는 데 특히 효과적이라는 것을 발견했다.[8][23]ERD 방법은 하나 이상의 다른 뇌 전기적 활동을 모니터링하는 방법과 결합하여 하이브리드 BCI를 만들 수 있는데, 이는 종종 어떤 단일 모니터링 방법을 사용하는 BCI보다 더 많은 유연성을 제공한다.[8][21]

역사

뮤 파동은 1930년대부터 연구되어 왔으며, 둥근 EEG 파동이 크로켓 파동을 닮았기 때문에 위켓 리듬으로 일컬어진다.1950년, 앙리 개스토와 그의 동료들은 그들의 피실험자들의 활동적인 움직임 동안뿐만 아니라 피실험자들이 다른 사람에 의해 실행된 행동을 관찰하는 동안 이러한 파동의 비동기화를 보고하였다.[24][25]이러한 결과는 나중에 간질 환자들에게 경막하 전극 그리드를 사용한 연구를 포함한 추가 연구 그룹에 의해 확인되었다.[26][27][28][29][30]후자의 연구는 환자들이 배우에 의해 움직이는 신체 부위와 일치하는 피질의 신체 부위에서 움직이는 신체 부위가 관찰되는 동안 뮤 억제를 보여주었다.추가적인 연구들은 무파가 행동을[31][32] 상상하고 점광 생물학적 움직임을 수동적으로 보는 것에 의해서도 비동기화될 수 있다는 것을 보여주었다.[33]

참고 항목

뇌파

참조

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