فعالیت دستگاه‌های نوروفیدبک بر اساس ثبت و تحلیل امواج مغزی است؛ بنابراین برای درک نحوه‌ی کارکرد این دستگاه باید در ابتدا بفهمیم امواج مغزی چیست و چگونه تشکیل می‌شود؟
دنیای مغز دنیای بسیار عجیب با کارکرد پیچیده اما جذابی است. هر چقدر با دنیای درونی و نحوه کارکرد مغز بیشتر آشنا می‌شوید، می‌فهمید که پا به چه جهان خارق‌العاده و ژرفی گذاشته‌اید.
مغز انسان حاوی حدود ١٨٠ میلیارد سلول است که گفته می‌شود، حدود نیمی از آنها سلول‌های نورون هستند. نتایج تحقیقات نشان می‌دهد که دندریت‌های برخی از این نورون‌ها با ١۵ هزار نورون دیگر در ارتباط هستند.
بنابراین می‌توانید تصور کنید که مغز انسان تا چه اندازه شبکه پیچیده و درهم تنیده‌ای از نورون‌هاست که در هر لحظه میلیون‌ها نورون در آن در حال فعالیت و تحریک شدن است.
با وجود این پیچیدگی خارق‌العاده، دانشمندان توانسته‌اند نواحی مشخصی از مغز را که به اعمال خاص حسی، حرکتی، بینایی، حافظه و برخی دیگر از اعمـال ارادی و غیرارادی مربوط هستند، شناسایی کنند.
در ادامه سعی داریم با زبانی ساده نحوه کارکرد این سلول‌های عصبی و چگونگی تولید امواج مغزی به وسیله نورون‌ها را برای شما بیان کنیم.
امواج مغزی چیست؟
مغز انسان‌ها از میلیاردها سلول عصبی به اسم نورون تشکیل شده که وظیفه انتقال پیام‌های عصبی را در بدن بر عهده دارند. برای آشنایی با نورون‌ها، ساختار و نحوه کار آنها می‌توانید در ابتدا مقاله نورون چیست؟ را بخوانید.
سلول‌های نورون با بردن پیام‌های حسی و عصبی به مغز و آوردن جواب آنها، یعنی عکس‌العملی که باید بدن به اتفاقات نشان دهد به بافت‌های مختلف بدن، سیستم کل بدن انسان و فعالیت‌های او را تنظیم می‌کند.
در واقع وظیفه سلول عصبی ارتباط مغز با سایر قسمت‌های بدن و بلعکس است. یعنی هر لحظه که ما تفکر، تحرک و یا احساس می‌کنیم یا چیزی را به خاطر می‌آوریم، سلول‌های عصبی ما فعالیت می‌کنند.
این پیام‌های عصبی به صورت جریان الکتریکی بین دو سلول ردوبدل می‌شوند. پیام‌های الکتریکی کوچک گاهی با سرعتی معادل ۱۵۶ کیلومتر در ساعت از نورونی به نورون دیگر منتقل می‌شوند.
در اصل فعالیت الکتریکی نورون‌ها باعث شکل گیری امواج مغزی می‌شود که هر کدام از آنها در حالات گوناگون کارآیی متفاوت دارند.
چگونگی تولید امواج مغزی
همان‌طور که گفتیم مغز دارای میلیاردها سلول نورون است که باید به کمک هم پیام‌های عصبی را به سراسر بدن ببرند. اما این سلول‌ها چگونه این پیام‌ها را منتقل می‌کنند؟
در واقع نورون‌ها به وسیله پدیده الکتروشیمیایی، با هم ارتباط برقرار می‌کنند. پدیده الکتروشیمیایی یعنی یک واکنش شیمیایی باعث ایجاد جریان الکتریکی می‌شود. فعالیت الکتروشیمیایی این سلول‌های پستچی که در جهت نقل و انتقال پیام رخ می‌دهد، امواج مغزی را تولید می‌کنند.
فرآیند تشکیل امواج مغزی این‌گونه است که، پیام‌های عصبی از جسم سلولی به انتهای سلول یعنی قسمت اکسون می‌روند و در ادامه با کمک انتقال دهنده‌های شیمیایی پیام‌ها به دندریت سلول‌های مجاور منتقل می‌گردد.
این حرکت به وسیله‌ی فرآیندی به نام پتانسیل عمل صورت می‌گیرد. پتانسیل عمل از طریق یون‌های روی غشای هر سلول تولید می‌شود. به این صورت که توسط غشای تحریک‌پذیر نورون‌ها، با کمک جابه‌جایی یون‌های مثبت و منفی بر روی غشای سلولی فرآیند پتانسیل عمل اتفاق می‌افتد.
طی این فرایند پتانسیل غشا از -۹۰ میلی ولت به +۳۰ میلی ولت افزایش می‌یابد و بعد از آن یعنی تجدید قوا برای پتانسیل عمل بعدی شکل خواهد گرفت.
پتانسیل عمل یک افزایش ولتاژ بیش از ۱۰۰ میلی ولتی را در سلول ایجاد می‌کند و آن را با کمک دندریت‌های سلول‌های مجاور به سایر سلول‌های منتقل می‌سازد.
وجود این اختلاف پتانسیل باعث پدید آمدن یک جریان الکتریکی، در محیطی از بخش تحریک نشده بدنه سلول و پایه دندریت‌ها به سمت بخش‌های تحریک شده انتهایی دندریت‌ها می‌شود.
زمانی که تعدادی از نورون‌ها هم زمان پیام‌های الکتریکی ارسال کنند، تغییرات موجی رخ می‌دهد. به این طریق که تعدادی از سلول‌های عصبی همگی هم زمان تحریک، خاموش و بار دیگر تحریک می‌شوند. ما می‌توانیم این تغییرات الکتریکی را در شکل امواج مغزی ببینیم.
با توجه به ساختار عصبی مغز سیگنال‌های الکتریکی بالا رونده و پایین رونده به طور مداوم در حال شکل گرفتن هستند. با فعالیت سیستم حسی، حرکتی و شناختی انواع امواج مغزی به صورت مدام در مغز تولید می‌شود. ممکن است در یک بخش از مغز هم‌زمان تعداد زیادی جریان الکتریکی در حال شکل‌گیری باشد.
جریان الکتریکی مغز
این امواج مغزی را می‌توان توسط دستگاه الکتروانسفالوگرافی یا آمپلیافایرهای زیستی ثبت کرد. فرق این امواج و سیگنال‌های مغزی که به وسیله‌ی دستگاه‌ها ثبت می‌شود، در تعداد تولید آن فرکانس در هر ثانیه است.
مثلاً بسیاری از فرکانس‌ها هستند که کمتر از یکبار در ثانیه تکرار می‌شوند و یا فرکانس‌های که تکرار آن به بیشتر از ۱۰۰ بار در ثانیه نیز می‌رسد.
این امواج در واقع فعالیت ریتمیک تالاموس و قشر مغزی است. ولتاژ الکتریکی تولید شده بین تالاموس و لایه‌های پنج‌گانه قشر مخ بالا و پایین می‌رود و این عمل به علت فعالیت سیستم حسی؛ حرکتی و شناختی ما به صورت مداوم در حال تکرار است.
فعالیت مغزی در فرکانس‌های مختلف دارای توان و دامنه متفاوتی هستند، به طوری که فعالیت امواج ۱ هرتز ۵ میکرو ولت و ۴۰ هرتز ۱۰ میکرو ولت است. سیگنالی که توسط دستگاه ثبت می‌گردد در صفحه نمایش به صورت نمودار زمان و ولتاژ نمایش داده می‌شود.
بنابراین هر وقت فکر، حرکت یا حس می‌کنیم یا چیزی را به خاطر می‌آوریم، قسمتی از نورون‌های مغز ما شروع به کار می‌کنند. فعالیت الکتریکی نورون‌ها باعث شکل گیری امواج مغزی می‌شود. این امواج در حالات گوناگون دارای فرکانس‌های مختلف با کارایی متفاوت می‌باشند.
امواج مغزی بر اساس فرکانس به چند نوع تقسیم‌بندی می‌شوند که برای هرکدام یک نام قراردادی مشخص شده است. هر یک از امواج مغزی مسئول کنترل و اثرگذاری بر بخشی از عملکردهای ذهنی، هیجانی و رفتاری انسان هستند.
