Gehirnwellen

Gehirnwellen sind elektrische Schwingungen (Oszillationen) im Gehirn, die durch die synchrone Aktivität von Nervenzellen entstehen und über ein EEG (Elektroenzephalogramm) messbar sind. Das EEG missst allerdings eigentlich nur Kopfhautströme.

Beeinflussung

Die Gehirnwellen repräsentieren verschiedene Bewusstseinszustände, von hoher Konzentration (Beta/Gamma) über entspannte Wachheit (Alpha) bis hin zum Schlaf (Theta/Delta). Ihre Frequenz bestimmt den mentalen Zustand, der durch Meditation oder Technologie (wie z.B. binaurale Beats) beeinflusst werden kann.

• Gehirnwellen können durch Meditation, Hypnose oder gezielte akustische Reize (Brainwave Entrainment) beeinflusst werden.
• Neurofeedback wird genutzt, um die Gehirnaktivität sichtbar zu machen und trainierbar zu machen.
• Die Frequenzmuster helfen dem Gehirn, zwischen wichtigen und unwichtigen Reizen zu unterscheiden (selektive Aufmerksamkeit).

Haupttypen

Die fünf Haupttypen der Gehirnwellen sind:

• Gamma-Wellen (>30 Hz): Sie werden im Kortex generiert und treten bei der höheren Verarbeitung von visuellen Informationen auf. Im menschlichen EEG sind sie relativ schwierig zu messen, da ihr Frequenzbereich sich schon mit dem von Muskel - Aktivitäten überlagert und ihre Amplitude sehr gering ist.
    Sie sind mit Höchstleistungen, intensiver Informationsverarbeitung und starker Konzentration verbunden. Sie wurden z.B. bei fortgeschrittenen Mönchen im Vajrayana und während der Vipassana-Meditation festgestellt, wo nach langjähriger Meditationspraxis über 30-fach erhöhte Amplituden gemessen wurden.
    Nach einem Forscherteam um Dr. Ursula Voss von der Goethe-Universität Frankfurt am Main und dem Vitos Waldkrankenhaus Köppern und Walter Paulus vom Universitätsklinikum Göttingen, die aktuell im Fachjournal "Nature Neuroscience" (DOI: 10.1038/nn.3719) berichten, sind unsere normalen Träume deshalb so unkontrollierbar, weil im Traumzustand der Verstand als kontrollierender Filter ausgeschaltet ist. Diesbezüglich wurden erfolgreich Gammawellen in das Gehirn mittels äußerlicher Elektroden durch den Schädelknochen übertragen. Die minimalen elektrischen Impulse in verschiedenen Frequenzen zwischen 2 und 100 Hertz führten bei Frequenzen von 25 und 40 Hertz bei mehreren Versuchspersonen zu Klarträumen, in denen der Träumer sich dessen bewusst ist, dass er träumt.
• Beta-Wellen (12–30 Hz): Kennzeichnen einen wachen, aufmerksamen Geisteszustand, aber auch Stress oder Angst (auch Inkohärenz). Sie spielen vor allem bei der motorischen Steuerung eine Rolle.
• Alpha-Wellen (8–12 Hz): Treten im wachen Ruhezustand auf, bei geschlossenen Augen, und fördern Entspannung und Kreativität. Sie haben in kortikalen Netzwerken und zwischen Kortex und Thalamus vielschichtige Bedeutungen. Sie fungieren als Rückkopplungsmechanismen und können Verbeitungsprozesse hemmen (hohe Alphaaktivität) oder anregen ( niedrige Alphaaktivität). Sie sind Indiz für kortikale Aktivität und von Bedeutung bei perzeptuellen Prozessen, Aufmerksamkeit und Gedächtnis. Die Oszillationen im Alpha-Band haben eine charakteristische Wellenform bei relativ hoher Amplitude und lassen sich gut nachweisen.
• Theta-Wellen (4–8 Hz): Charakteristisch für den leichten Schlaf, Meditation oder Dämmerzustände zwischen Wachen und Schlafen. Sioe werden in verschiedenen Regionen des Hirnstamms generiert und treten im Kortex und Hippocampus auf. Hohe Theta-Aktivität in diesen Hirnregionen wurden bei Gedächtnisleistungen und virtueller Navigation gemessen.
• Delta-Wellen (<4 Hz): Dominieren im Tiefschlaf und sind wichtig für Regeneration und Heilung. Sie werden im neokortikalen und thalamo-kortikalen Netzwerk generiert und integrieren die Verarbeitung im Kortex. Dieses Frequenzband spielt bei der syntaktischen Verarbeitung von Sprache eine Rolle.

Kohärenz

Mit dem Begriff „Kohärenz“ bezeichnet man in den Neurowissenschaften gleiche Schwingungen (Oszillationen), die zwischen Hirnarealen entstehen.
Die neuere Forschung ergab, dass Kohärenz einfach dadurch entsteht, dass einzelne Neuronen in einem Bereich aktiv sind und (synaptische) Impulse in anderen Bereichen erzeugen. Dies hat zur Folge, dass die elektrischen Signale in den einzelnen Bereichen auf vorhersehbare Weise kohärent werden. Mit einer mathematischen Formel konnte bewiesen worden, dass Kohärenz keine Voraussetzung für Kommunikation, sondern vielmehr eine direkte Folge der anatomischen Verbindung zwischen zwei Hirnbereichen und der Signalstärke ist.

Literatur

• GEHIRN KOHÄRENZ
• Kohärenzanalyse von EEG-Daten, Jan-Frederik Feldheim
• Cell :A mechanism for inter-areal coherence through communication based on connectivity and oscillatory power, Marius Schneider, Ana Clara Broggini1, Benjamin Dann2, Swathi Sheshadr, Hansjörg Scherberger, Martin Vinck
• Abhängigkeit des Alpha-Rhythmus im EEG von Augenschluss, Objektvariablen und mentaler Aktivierung, K. Waerder 2015
• PMC : Occipital gamma activation during Vipassana meditation

Weblinks

• Sciencedirect Bain Waves
• PMC : Long-term meditators self-induce high-amplitude gamma synchrony during mental practice
• Pubmed : Investigation of mindfulness meditation practitioners with voxel-based morphometry
• The gamma power to control our dreams
• Strukturelle und funktionelle Veränderungen durch Achtsamkeit/Meditation
• Effect of rosary prayer and yoga mantras on autonomic cardiovascular rhythms: comparative study, BMJ 2001;323:1446 / doi: https://doi.org/10.1136/bmj.323.7327.1446 (22 December 2001)