Using Wavelet Entropy to Demonstrate how Mindfulness Practice Increases Coordination between Irregular Cerebral and Cardiac Activities

спектральний аналіз

В спектральному аналізі даних ЕЕГ в порівнянні з нормальним відпочинком були покращені альфа (8-12 Гц) і бета (12-30 Гц) і зменшені хвилі дельти (1 - 4 Гц) під час усвідомленого дихання МБСР. Приріст альфа-хвиль було глобально значущим, особливо в лобовій і потиличної частках, тоді як збільшення бета-хвиль було головним чином в лобної долі. У центрально-тім'яних областях відзначалися знижені дельта-хвилі (рис. 1). Тим не менш, ми не виявили суттєвих змін між підготовкою до і після тренінгу.

Малюнок 1. Спектральний аналіз MBSR. Усвідомлене дихання і нормальні умови відпочинку. Спектральний аналіз показує, що практика МБСР може змінювати діяльність головного мозку, про що свідчать разлічниеСпектров ЕЕГ. Джерело: Посилання 13. Натисніть тут, щоб переглянути збільшену версію цього малюнка.

Малюнок 2 ілюструє область, що представляє інтерес: потилична частка (канали N19 - 21, N41 - 46, N67 - 72, N96 - 100 і N119), середня лобова частка (канали N53 - 61 і N79 - 83) і Середньої тім'яній ділянці (канали N48 - 50, N64 - 66, N74 - 76). У таблиці 2 наведені потужності кожного спектра і ентропії відповідно до уважним диханням MBSR і нормальними умовами спокою, а також p-значення t-критерію відмінності між двома умовами для кожної області, що цікавить. Ми об'єднали дані ЕЕГ з підготовки та після тренінгу, так як між ними не було відмінностей.

Малюнок 2. Певний регіон інтересів.

Певні області каналів ЕЕГ, які представляють середню лобову частку, середню тім'яну частку і потиличну частку. Натисніть тут, щоб переглянути збільшену версію цього малюнка. </ TR> дельта Theta Альфа Бета Гамма Ентропія Середня лобова частка MBSR 18,96 ± 3,10 22,29 ± 5,86 30,90 ± 7,76 0,12 ± 43,77 -467,25 ± 79,48 0,753 ± 0,060 Відпочинок 22,40 ± 6,56 22,76 ± 5,98 26,91 ± 7,14 -7,11 ± 42,27 -449.76 ± 102.92 0,785 ± 0,066 р-значення 0,0243 0,6555 0 , 0085 0,0114 0,4419 0,0084 Потилична частка MBSR 15,39 ± 3,30 17,91 ± 6,53 33,38 ± 6,50 -8,03 ± 40,72 -466,23 ± 61, 46 0,719 ± 0,048 Відпочинок 19,82 ± 6,32 20,38 & plusmn; 8,11 29,73 ± 5,30 -11,62 ± 40,22 -439,03 ± 102,81 0,763 ± 0,055 р-значення 0,0134 0,1213 д> 0,0125 0,0796 0,8936 0 , 0098 Париетальная частка MBSR 17,95 ± 3,60 19,46 ± 6,54 32,84 & plusmn; 6,68 2,68 ± 38,23 -487,72 ± 104,13 0,738 ± 0,072 Відпочинок 21,24 ± 6,37 21,16 ± 8,00 29,79 ± 6,60 -1,27 ± 34, 42 -490,01 ± 123,83 0,764 ± 0,075 р-значення 0,0157 0,0963 0,0177 0,1507 0,2878 0,0368

Таблиця 2. Спектр і ентропія в різних областях мозку. Оперативна пам'ять дихання MBSR і нормальні умови покояСравніваются між трьома зумовленими областями інтересів (ROI).

Вейвлет-ентропійний аналіз

Аналіз вейвлет ентропії ЕЕГ показав зниження ентропії ЕЕГ під час усвідомленого дихання МБСР в порівнянні з нормальним відпочинком, як для підготовки до, так і після тренування. Оскільки між цими двома етапами не було суттєвої різниці, вони були об'єднані для отримання усередненої карти (показана в третьому рядку малюнка 3). Основні області зі зниженою ентропією були у лобової частки і парієтальної-потиличної частки.

Малюнок 3. Вейвлет-ентропійний аналіз. Відпочинок 1 і MBSR 1 означають навчання перед MBSR, тоді як Rest 2 і MBSR 2 означають навчання після MBSR. Аналіз ентропії вейвлета показує, що практика MBSR може зменшити неравномерностьЕлектронная діяльність мозку. Джерело: Посилання 13. Натисніть тут, щоб переглянути збільшену версію цього малюнка.

Аналіз джерел вейвлет-ентропії

Вихідний аналіз сигналів ЕЕГ може поліпшити просторова роздільність шляхом деконволюции ЕЕГ скальпа в електричну активність по поверхні кори 20. Аналіз показує, що основні області головного мозку, порушені тренуванням усвідомленості МБСР, перебували в лівій середній частині потиличної частки, передньому краї, верхній скроневій частці і лівому веретеновидними (рис. 4). У таблиці 3 для чотирьох анатомічних міток, отриманих з вихідного аналізу, ми надаємо t- результати для різниці ентропій двох різних станів, стану усвідомленості MBSRПротів нормального відпочинку.

Малюнок 4. Аналіз вихідного коду. Вихідний аналіз показує, що ентропії різних областей головного мозку (виділені червоним кольором) зменшуються протягом стану запам'ятовування стану MBSR. Натисніть тут, щоб переглянути збільшену версію цього малюнка.

Середня скронева звивина L тисячі сімсот двадцять вісім -44 -60 16 3,77 Precuneus R 1324 2 -56 28 3,63 Потиличний L +749 -2 -102 -12 3,61 Веретеноподібний L 142 -102 3,51

Таблиця 3. Звіт про аналіз вихідного коду. Анатомічні області мозку зі значними відмінностями в ентропії між усвідомленим диханням МБСР і нормальними умовами спокою. L, ліва частина мозку. R, права сторона мозку (p <0,001, t- тест, нескоректована).

Ентропія вейвлета серцевого ритму

Аналіз не виявив значущої різниці в середньому серцевому ритмі, але ентропія серцевих скорочень була нижче протягом усвідомленого дихання MBSR, як до, так і після тренування по методу MBSR (таблиця 4).

Частота серцевих скорочень (ударів в хвилину) 68,2 & plusmn; 9,5 67,7 ± 9,3 71,8 & plusmn; 8,1 70,7 & plusmn; 8,4 Ентропія вейвлета серцевого ритму 0,89 ± 0,05 0,79 ± 0,11 * 0,89 ± 0,07 0,80 ± 0,12 #

Таблиця 4. Ентропія хвильового імпульсу Heartrate і Heartrate в MBSR. Усвідомлене дихання і нормальні умови відпочинку. Ці дві умови порівнюються як на підготовчому, так і на послеуніверсітетской рівнях. * Значна різниця (p <0,05) між Rest 1 і MBSR 1. # Значна різниця (p <0,05) між Rest 2 і MBSR 2.

корреляціяМежду серцевою діяльністю і мозком

З огляду на потенційну зв'язок між мозком і серцем, ми проаналізували кореляцію між енцепіей ЕЕГ всього головного мозку (тобто середнім значенням ентропії ЕЕГ по всіх каналах ЕЕГ для одного суб'єкта) і ентропією сердець під час усвідомленого дихання MBSR і нормальних покояться станів, Ентропії головного мозку і серця були значно корельовані під час усвідомленого дихання MBSR, але не під час нормального відпочинку. Як показано у верхній частині малюнка 5, значимість кореляції між ентропією ЕЕГ в кожному каналі і ентропією сердець найбільш помітна в центральній частині мозку. Нижній графік показує кореляцію між ентропією ЕЕГ в центральних областях (в середньому по тим пунктирним каналам, які значно корелюють з ентропією сердець) і ентропією сердець.

Вейвлет ентропія активності мозку являє собою середнє значення значущих каналів в центральній області, як показано на правому верхньому малюнку. Вейвлет ентропія серця заснована на інтервалі серцевих скорочень. Кореляція (нижня панель) обчислюється з усіх предметів як для результатів підготовки, так і для підготовки після тренінгу. Джерело: Посилання 13. Натисніть тут, щоб переглянути збільшену версію цього малюнка.