В 20-х годах немецкий психиатр Ганс Бергер, изучая электрическую активность головного мозга человека, впервые обнаружил слабые колебания с частотой около 10 Гц и назвал их альфа-волнами. Их амплитуда составляет всего около 30 миллионных долей вольта. Так был открыт альфа-ритм — наиболее четкий образец электрической активности мозга. Изучение этих еле заметных волн выросло в новый раздел науки, называемый электроэнцефалографией — ЭЭГ (Berger, 1929).
В возбужденном состоянии нейроны обладают импульсной активностью. Причем эта активность не индивидуальна для каждого нейрона, а синхронизирована с активностью других. Наблюдаемые ритмы мозга — это проявление суммарной активности нейронов. Каждый всплеск на энцефалограмме — это след совместного «залпа» нейронов. Активность нейронов имеет групповой характер, в каждой группе задается свой ритм импульсов. То, что мы наблюдаем при простом подсоединении электродов к голове,— это сигнал сложной формы, образованный суммированием ритмов различной частоты.
Из сигнала сложной формы выделяют отдельные гармонические составляющие. Достаточно четко прослеживаются несколько основных ритмов:
- дельта-ритм (от 0,5 до 4 колебаний в секунду, амплитуда — 50—500 мкВ);
- тета-ритм (от 5 до 7 колебаний в секунду, амплитуда — 10—30 мкВ);
- альфа-ритм (от 8 до 13 колебаний в секунду, амплитуда — до 100 мкВ);
- сигма-ритм — «веретена» (от 13 до 14 колебаний в секунду);
- бета-ритм (от 15 до 35 колебаний в секунду, амплитуда — 5—30 мкВ);
- гамма-ритм (от 35 до 100 колебаний в секунду, амплитуда — до 15 мкВ).
Английский нейрофизиолог и пионер робототехники Грей Уолтер и
американский психолог Уоррен Мак-Каллок высказали достаточно обоснованную гипотезу о том, что альфа-ритм характеризует процесс внутреннего «сканирования» мысленных образов при сосредоточении внимания на какой- нибудь умственной проблеме. Наблюдается, например, совпадение между частотой альфа-волн и периодом инерции зрительного восприятия (примерно 0,1 секунды) (Walter, 1967).
Зачем нужна такая синхронная импульсная активность? Чтобы понять это, надо посмотреть, как устроена поверхность нейрона. Поверхность нейрона вся покрыта клеточными рецепторами. Рецепторы — это белковые молекулы, соединяющие нейрон с внешней средой и служащие проводниками информации.
Клеточный рецептор — участок клеточной оболочки, молекулярная структура которого характеризуется избирательностью к некоторым определенным веществам (напр., антигенам, вирусным рецепторам), способностью вступать с ними в химическое взаимодействие (присоединять, связывать) (Кузина, и др., 2006).
