Mózg na fali, czyli o częstotliwościach fali mózgowych

W ludzkim mózgu znajduje się kilkadziesiąt miliardów neuronów. Ponad 20 mld buduje korę mózgu, najbardziej zewnętrzną i filogenetycznie najnowszą część ośrodkowego układu nerwowego. To właśnie jej pofałdowana powierzchnia jest przede wszystkim widoczna, gdy patrzymy z zewnątrz na ludzkie mózgowie. Każda z tych komórek może wytworzyć nawet do 10 tys. połączeń z innymi, a suma długości wszystkich aksonów, za pomocą których przesyłane są w mózgu informacje, wynosi ponad 100 tys. km.

Gdyby ułożyć je jeden za drugim, okrążyłyby równik naszej planety co najmniej 2,5 razy. To mnóstwo maleńkich generatorów i niewyobrażalna plątanina przewodów, przez które nieustannie płyną ładunki elektryczne. Można je zmierzyć za pomocą specjalnych czujników zakładanych na głowę. Obraz, który dzięki temu uzyskamy to elektroencefalogram. Widoczne są na nim cykle aktywności bioelektrycznej neuronów, zwane falami mózgowymi.

Programowanie mózgu

Naukowcy analizujący zapisy EEG, czyli wyniki badania elektroencefalografem, rozróżnili fale mózgowe o różnych częstotliwościach. Zauważyli też, że różnym stanom psychicznym towarzyszą ich odmienne wzorce. Na początku XX wieku zauważono, że fale te można nie tylko obserwować, ale także wpływać na ich częstotliwość. Wykorzystywano do tego bodźce wzrokowe lub słuchowe, np. światło migające z odpowiednią częstotliwością. Zauważono też, że skuteczne są tzw. dudnienia różnicowe, w języku angielskim nazywane Binaural Beats. Ich zastosowanie polega na podawaniu do jednego ucha dźwięku minimalnie różniącego się od drugiego, np. o częstotliwości 110 i 120 Hz. Różnica między nimi, wynosząca 10 Hz, pojawi się wówczas jako trzeci, wibrujący dźwięk. Jest on efektem działania ośrodka słuchu w pniu mózgu, który usiłuje połączyć dwie odmienne częstotliwości w jedną. Wynik tej syntezy przekazywany jest dalej, do siatkowatego układu pobudzającego, który pobudza neurony kory mózgowej, generując odpowiedni wzorzec aktywności. Ten zaś możemy odczytać za pomocą EEG – zaobserwujemy, że zwiększyła się zawartość fal mózgowych o częstotliwości odpowiadającej różnicy między dźwiękami otrzymywanymi przez każde z uszu.

Początkowo eksperymenty takie wykonywano jedynie w laboratoriach. Jednak rozwój techniki sprawił, że dziś każdy może na własnej skórze, a raczej na własnym mózgu, sprawdzić działanie dudnień różnicowych. Wystarczy jedynie komputer z dostępem do internetu i dobrej jakości słuchawki. W Internecie roi się od zastosowań Binaural Beats. Można znaleźć czyste dźwięki wywołujące fale mózgowe o określonej częstotliwości, same lub w połączeniu z muzyką. Wyniki badań naukowych świadczą o tym, że dodatek nastrojowej melodii nie przeszkadza, a wręcz może pomóc w uzyskaniu pożądanego efektu. Zwłaszcza, że większość dudnień różnicowych nie jest zbyt przyjemna – można porównać je do odgłosów wydawanych przez różnego typu sprzęt AGD: odkurzacz, mikser czy pralkę. Binaural Beats stosuje się jako wspomaganie technik relaksacyjnych czy wydajności uczenia się, ale nie brakuje też nagrań określanych mianem wirtualnej kawy, które mają działać stymulująco i dodawać energii. Dość kontrowersyjna wydaje się możliwość wpływania na aktywność mózgu tak, aby uzyskać efekty działania różnych substancji psychoaktywnych lub aby wywołać halucynacje. Choć zwolennicy tego typu rozrywki przekonują, że jest ona w pełni bezpieczna, naukowcy zwracają uwagę na fakt, że nieznane są jej długofalowe efekty. Stała się ona bowiem popularna niespełna 10 lat temu, a to za wcześnie, by wyciągać daleko idące wnioski.

Częstotliwości fal mózgowych

Obecnie znamy 7 zakresów częstotliwości fal mózgowych. Określane są one za pomocą liter alfabetu greckiego. Poszczególne z nich są charakterystyczne dla różnych stanów psycho-fizjologicznych. Niekiedy przy różnego rodzaju zaburzeniach w pracy mózgu obserwuje się nieprawidłowości także w obrazie EEG. Istnieją przesłanki pozwalające sądzić, że “programowanie mózgu” na poszczególne częstotliwości może przynosić wymierne korzyści. Należą do nich np. ułatwienie zrelaksowania się, zwiększenie kreatywności, poprawa koncentracji, a nawet wspomaganie terapii odwykowej. Poniżej prezentujemy krótki opis poszczególnych częstotliwości fal mózgowych.

Fale alfa – relaks i uwaga

Pierwszą literą greckiego alfabetu określa się fale mózgowe o częstotliwości 8 – 13 Hz. Łączy się je zwykle ze stanem relaksu, jaki występuje tuż po przebudzeniu lub przed zaśnięciem, charakteryzujący się jednak zachowaniem pełnej uwagi. Obserwowane są one także przy zamkniętych oczach, szczególnie w obrębie płata ciemieniowego i potylicznego. Wskazuje to na fakt, że mogą one być związane ze zwiększonym wydzielaniem serotoniny, GABA i acetylocholiny. Neuroprzekaźniki te, podobnie jak fale alfa, warunkują dobry nastrój, rozluźnienie oraz łatwość przyswajania informacji.

Stan, w jaki wprowadza zwiększenie częstotliwości alfa, określa się niekiedy jako stan “podwyższonej chłonności” mózgu. Często wykorzystuje się tę częstotliwość jako element metod szybkiego uczenia się lub do wspomagania kreatywności. Zaobserwowano też, że pojawia się ona u osób medytujących, szczególnie na początku, w fazie poprzedzającej zapadnięcie w głębszy trans. Wiąże się także z techniką wizualizacji, czyli przywoływania wyraźnych, szczegółowych obrazów przy użyciu wyobraźni.

Naukowcy wykazali, że u osób cierpiących na depresję występuje znaczne obniżenie aktywności fal mózgowych alfa. Podobnie dzieję się pod wpływem przewlekłego stresu. Tak więc “programowanie” mózgu na tę częstotliwość może potencjalnie przynieść korzyści w postaci ułatwienia odprężenia się i poprawy nastroju. Jednak wszystko w nadmiarze szkodzi – zbyt duża aktywność fal alfa może skutkować kłopotami z koncentracją.

Fale beta – gotowość do działania

Fale mózgowe o częstotliwości beta, czyli 13 – 30 Hz, pojawiają się podczas zwiększonej aktywności płata czołowego. Najprawdopodobniej związane są z wydzielaniem neuroprzekaźników z grupy katecholamin, takich jak dopamina czy noradrenalina. Zarówno bowiem fale beta, jak i te substancje, odpowiadają za czuwania oraz pobudzenie mózgu i całego organizmu do działania. Ich właściwa aktywność jest też niezbędna dla zdolności do logicznego myślenia, podejmowania decyzji i rozwiązywania problemów. Co ciekawe, wzrost tej częstotliwości obserwowany jest w sytuacji, gdy jesteśmy czymś zaskoczeni.

Wzmocnienie fal o częstotliwości beta może skutkować wzrostem odczuwanego poziomu energii. Podobnie będzie działać na motywację i zdolność do skupienia uwagi. W badaniach naukowych udowodniono, że Binaural Beats indukujące tę częstotliwość korzystnie wpływają na koncentrację u osób z ADHD i ułatwiają im wykonywanie nawet bardzo monotonnych i nudnych zadań.

Zbyt niska aktywność fal beta może skutkować problemami z koncentracją i chronicznym zmęczeniem. Gdy zaś jest zbyt duża, może wywołać niepokój oraz być źródłem problemów ze snem i nadmiernego napięcia nerwowego, podobnie jak dzieje się to w przypadku stresu.

Fale delta – sen i regeneracja

Literą delta oznacza się fale o częstotliwości 0,5 – 4 Hz. Pojawiają się one podczas głębokiego snu, którą – właśnie ze względu na specyficzny obraz EEG – nazywa się snem wolnofalowym. Wtedy też wydzielane są znaczne ilości GABA, czyli neuroprzekaźnika hamującego. W tym też czasie zachodzi intensywna regeneracja organizmu, gdyż uwalniany jest wówczas hormon wzrostu, który stymuluje procesy naprawcze w komórkach. Można je także wywołać za pomocą niezwykle głębokiej medytacji.

Indukcja fal delta może przynieść korzyści w postaci głębokiego zrelaksowania czy zmniejszenia napięcia nerwowego. Być może przyczyni się również do zwiększenia wytwarzania hormonu wzrostu, a więc do wspomagania procesu regeneracji organizmu. Niektórzy są także zdania, iż częstotliwość ta ma związek z paranormalnymi doświadczeniami, takimi jak przebywania poza ciałem czy podróże astralne.

Zbyt niska aktywność fal delta może wiązać się z zaburzeniem regeneracji organizmu podczas snu. Zbyt wysoka zaś towarzyszy zaburzeniom uwagi takim jak ADD czy ADHD i może być przyczyną osłabienia zdolności do koncentracji.

Fale theta – na progu świadomości

Theta to fale mózgowe o częstotliwości 4 – 8 Hz. W znacznej ilości występują podczas przejścia ze stanu czuwania do snu. W stanie czuwania pojawiają się rzadko. Można je zaobserwować np. u wytrawnych joginów, którzy potrafią kontrolować reakcje swojego ciała i umysłu. Ich zwiększoną aktywność obserwuje się także u ludzi, którzy mają skłonność do pogrążania się w marzeniach i fantazjach.

Wzmocnienie tej częstotliwości może pomóc wyciszyć się i ułatwić medytację. Niektórzy uważają, że jest również korzystne dla zwiększenia kreatywności. Podobno Thomas Edison miał w zwyczaju przysypiać, trzymając metalową kulkę nad ustawionym na podłodze również metalowym talerzem. Gdy zapadał w sen – czyli gdy pojawiały się fale theta i mięśnie się rozluźniały – kulka upadała na talerz, budząc go. Wynalazca zapisywał wszystko to, co przyszło mu do głowy podczas tego krótkiego “seansu”. Jogini, którzy w trakcie medytacji zwiększają tę częstotliwość twierdzą, że są w stanie zahamować odczuwanie bólu. Być może fale theta posłużą też jako wspomaganie walki z nałogami. W jednym z badań poddano osoby uzależnione od alkoholu regularnym sesjom, podczas których za pomocą dudnień różnicowych generowano u nich fale alfa i theta. Po trzynastu miesiącach okazało się, że 80% z nich wciąż było wolnych od nałogu. Dla porównania – w grupie, u której równolegle zastosowano program 12 kroków jedynie 20% osób wytrwało w abstynencji.

Nadmiar fal theta w fazie czuwania może jednak świadczyć o nieprawidłowościach w funkcjonowaniu ośrodkowego układu nerwowego. Obserwuje się go bowiem u osób z ADD i ADHD, a także w przebiegu depresji, zaburzeń osobowości, stanów lękowych czy otępienia. Z całą pewnością może utrudniać skupienie uwagi na konkretnym temacie i upośledzać zdolności poznawcze.

Fale gamma – mózg na wysokich obrotach

Fale gamma obejmują szeroki zakres częstotliwości: 30 – 100 Hz. Obserwuje się ich występowanie na chwilę przed wykonaniem ruchu, w częściach mózgu odpowiedzialnych za jego planowanie i kontrolę. Obecne są również w fazie snu REM, gdy doświadczamy wyraźnych marzeń sennych. Uważa się też, że pojawiają się w dużej ilości szczególnie wówczas, gdy musimy przeanalizować docierające do nas bodźce na wielu płaszczyznach i w odniesieniu do różnych kontekstów. Neuroprzekaźnikiem, który związany jest z falami gamma jest najprawdopodobniej acetylocholina. Świadczy o tym fakt, że jest ona niezbędna do prawidłowego przetwarzania informacji, bierze udział w przekazywaniu informacji z układu nerwowego do mięśni, a jej aktywność wzrasta podczas fazy snu REM.

Niekiedy częstotliwość gamma nazywana jest “falami geniuszu”. Wynika to z przekonania, że jej pobudzenie może wspomagać przetwarzanie informacji i usprawniać spontaniczny proces kojarzenia faktów. Może ona też zwiększać intensywność bodźców odbieranych za pomocą narządów zmysłów oraz usprawniać ich integrowanie przez mózg w spójna całość. Prawdopodobnie stymulacja aktywności w obszarze gamma może również skutkować łatwiejszym koncentrowaniem się i lepszym zapamiętywaniem informacji.

Nadmierna aktywność fal o częstotliwości gamma może skutkować bólami głowy lub występowaniem stanów lękowych.

Fale lambda i epsilon – dwa bieguny aktywności mózgu

Lambda to fale mózgowe o największej znanej dotychczas częstotliwości: 100 – 200 Hz. Zaobserwowano je w płacie potylicznym, gdzie znajdują się ośrodki wzroku. Fale te związane są z ruchami sakkadycznymi gałek ocznych, czymi drobnymi, szybkimi drganiani, które towarzyszą obserwowaniu danego przedmiotu, ale niekiedy pojawiają się też podczas snu. Niektórzy sądzą, że mogą one wiązać się z odczuwaniem przebywania poza ciałem.

Epsilon to z kolei najwolniejsze ze wszystkich fal mózgowych, o częstotliwości poniżej 0,5 Hz. Są one trudne do wykrycia i zmierzenia. Niektórzy naukowcy przypuszczają, że mają one związek z tworzeniem połączeń między neuronami lub z funkcjonowaniem wewnętrznego zegara biologicznego. Być może jest to podstawowy rytm kory mózgu.

Obie te częstotliwości zostały odkryte i opisane stosunkowo niedawno. Z tego też powodu niewiele jest informacji na temat ich roli oraz potencjalnych korzyści płynących z ich stymulacji. Wiadomo jednak, że te dwie częstotliwości są ze sobą dość mocno powiązane.