Wykorzystanie interfejsów mózg-komputer do zrewolucjonizowania badań nad zaburzeniami snu u osób z zaburzeniami ze spektrum autyzmu.

Dla tych, którzy nie są zaznajomieni z terminologią używaną przy omawianiu warunków neurorozwojowych, dołączę mały wstęp dla celów kontekstowych.

„Neurotypowy” odnosi się do typu mózgu reprezentującego medianę populacji ludzkiej (około 68% statystycznie) . Z drugiej strony, terminy „Neuroróżnorodny” i „Neuroróżnorodny” odnoszą się do funkcjonowania mózgu, które jest przeciwne do tych, które mają mózgi neurotypowe.

Tak bardzo pożądana ośmiogodzinna drzemka wydaje się być prawem przejścia, które nawiązuje do tradycyjnego ludzkiego rytmu okołodobowego. Chociaż dla osób z nieregularną fizjologią neurologiczną ten nawykowy wzorzec odpoczynku jest bliższy parabolicznej kolejce górskiej.

To nasuwa pytanie, w jaki sposób i dlaczego wzorce snu różnią się w zależności od osoby?

Zwykle, gdy ludzkie ciało bierze udział w tym samym działaniu, oczekujemy spójnych rezultatów.

Aby poprzedzić ten argument, chciałbym podzielić się własnym doświadczeniem ze spaniem…

Jako osoba z autyzmem mogę z pierwszej ręki wyjaśnić moje osobiste problemy dotyczące snu lub przynajmniej jego braku. Od najmłodszych lat po prostu nie znajdowałem przyjemności w prostocie odpoczynku. Niezależnie od tego, czy byłby to lęk egzystencjalny po obejrzeniu zakończenia mojego ulubionego programu telewizyjnego, czy brak konsumowania jakichkolwiek innych bodźców, nigdy nie mogłem znaleźć spokoju w wyłączeniu się organizmu.

Wprowadzenie do snu

Wielu lubi myśleć, że sen zaczyna się w momencie, gdy zamykasz oczy. W rzeczywistości ta część cyklu snu nazywana jest „cichym czuwaniem” . Jest to wstępny etap, w który wchodzi większość z nas przed zaśnięciem. W tej części twoje neurony osiągają nieco nieregularny wzór, który różni się od typowego ciągłego wyładowania, które ma miejsce, gdy nie śpimy.

Po osiągnięciu drugiej fazy cyklu snu, znanej również jako faza snu bez szybkich ruchów gałek ocznych (NREM). Te neurony mają tendencję do zwalniania, ponieważ fale mózgowe również zaczynają osiągać wolniejszy wzór. Inne cechy fizyczne związane z cyklem snu NREM często obejmują; niższa temperatura ciała i spowolniony oddech. W fazie NREM organizm przechodzi trzy dodatkowe fazy, N1-N3, a wraz z postępem każdej fazy jakość snu wzrasta. Naukowcy szacują, że około 75% snu przypada na fazy NREM.

Korzyści ze snu ✅

Sen jest niezbędny do rozwoju człowieka, zwłaszcza u dzieci. Wysokiej jakości sen ma ogromny wpływ na ogólne zachowanie.

Spójrzmy prawdzie w oczy, ci, którzy często powstrzymują się od pełnego nocnego odpoczynku, wydają się po prostu nieprzyjemni w swoim otoczeniu. Niezależnie od negatywnych zachowań, korzyści płynące ze snu wpływają również na zdrowie fizyczne.

Znaczenie snu

• Poprawia pamięć i umiejętności rozwiązywania problemów
• Zmniejsza ryzyko zaburzeń związanych z brakiem snu
• Zwiększa zdrowe funkcjonowanie układu odpornościowego, co może ograniczyć ryzyko infekcji wirusowych
• Zmniejsza ryzyko chorób układu krążenia

W jaki sposób naukowcy i lekarze mierzą jakość snu?

Z klinicznego punktu widzenia najczęściej stosowana ocena jakości snu odbywa się za pomocą polisomnogramu . Mówiąc prościej, ten test jest znany jako badanie we śnie”.

Podczas testu lekarze monitorują poziom tlenu we krwi, tętno, wzorce oddychania i wszelkie ruchy kończyn.

Tradycyjnie polisomnogramy są wykorzystywane jako test diagnostyczny w celu ustalenia, czy pacjent ma takie stany jak poniżej; narkolepsję, bezdech senny i bezsenność . Jednak w przypadku pacjentów neurorozbieżnych badania snu mogą wykryć wszelkie współistniejące stany związane z istniejącą wcześniej diagnozą stanu neurorozwojowego.

Oprócz polisomnogramów lekarze mierzą również jakość snu za pomocą aktygrafii . Ten nieinwazyjny test mierzy poziom aktywności i odpoczywa przez określony czas. Pacjent nosi aktygraf na nadgarstku ręki dominującej. To urządzenie często dostarcza lekarzom danych, które są następnie stosowane z algorytmami matematycznymi w celu określenia wzorców, które występują, gdy pacjent nie śpi i nie śpi.

Neuroanatomia snu

Następujące struktury w ludzkim mózgu znacznie przyczyniają się do funkcjonalności snu.

Podwzgórze

Ta maleńka struktura chowa się głęboko w mózgu i otacza komórki nerwowe, które kontrolują zachowania podczas snu.

Podwzgórze jest również domem dla jądra nadskrzyżowaniowego, co wpływa na informacje otrzymywane przez ekspozycję na światło z oczu. Pacjenci z urazami w SCN często tracą zdolność identyfikowania światła w swoim cyklu snu, dlatego mają większą kontrolę nad tym, czy się obudzić, czy kontynuować sen.

Pień mózgu

Pień mózgu działa jako środek komunikacji do iz podwzgórza.

Z tych dwóch struktur wytwarzany jest neurochemiczny GABA (kwas γ-aminomasłowy ), które przyczyniają się do zmniejszenia aktywności stymulacji związanej z pobudzeniem. Bez pnia mózgu nie bylibyśmy w stanie „odstresować się” w postaci rozluźnienia mięśni, co jest KRYTYCZNE dla fazy REM snu.

Kora mózgowa

Inną ważną strukturą jest kora mózgowa odpowiedzialna za pamięć długotrwałą i przetwarzanie informacji.

Wzgórze pomaga przekazywać te informacje do kory mózgowej. Kiedy twoje ciało wchodzi w fazę REM snu, wzgórze steruje obrazami i innymi efektami sensorycznymi, które pojawiają się, gdy śnimy.

Szyszynka

Szyszynka odbiera sygnały z jądra nadskrzyżowaniowego (SCN) i prowadzi do produkcji melatoniny . Hormon ten powstaje, gdy mózg jest wystawiony na działanie ciemności. Melatonina pomaga również w ustalaniu rytmu dobowego (24 zegary organizmu).

Pacjenci z utratą wzroku często przyjmują suplementy melatoniny, aby zniwelować brak światła, którego nie widzą.

Podstawny przodomózgowie

Część podstawna przodomózgowia znajduje się pomiędzy przednią i dolną częścią mózgu.

Uwalnianie adenozyny następuje z komórek podstawy przodomózgowia i innych części mózgu. Adenozyna jest chemicznym produktem energii komórkowej. Zwiększa to twój napęd i potrzebę snu. Różne leki, takie jak kofeina, przeciwdziałają wytwarzaniu adenozyny, która blokuje uczucie senności.

Autyzm + Sen

Co to jest autyzm?

Zaburzenia ze spektrum autyzmu to stan neurorozwojowy, który jest spowodowany nieprawidłowościami w ludzkim mózgu.

Ponieważ autyzm jest spektrum, objawy różnią się w zależności od osoby. Jako osoba autystyczna, zazwyczaj zmagam się ze zrozumieniem sygnałów społecznych.

„ Aż 80% osób z autyzmem ma problemy ze snem”

źródło — Sleepopolis

Chociaż w większości ludzki mózg wydaje się nie różnić od osoby do osoby, przynajmniej w sensie strukturalnym, okazuje się, że jest to nieprawidłowe w przypadku osób z zaburzeniami neurorozwojowymi.

W artykule opublikowanym przez Dara Manoach, Ph.D. z Harvard Medical School, nieprawidłowości we wzorcach snu osób z autyzmem okazały się obecne na podstawie dowodów znalezionych za pomocą neuroobrazowania. Jest to spowodowane zmniejszoną funkcją w obwodzie wzgórzowo-korowym.

Co to jest obwód wzgórzowo-korowy?

Mówiąc prościej, jest to medium komunikacji między okiem a korą mózgową.

Rozwiązanie?

W miarę jak nowe technologie zaczynają zmieniać oblicze medycyny, skrzyżowanie urządzeń fizycznych i narządów ludzkich odzyskuje swoją dominację. W propozycji badawczej Dany Manoach dotyczącej zrozumienia, dlaczego osoby z autyzmem mają dysfunkcję obwodu wzgórzowo-korowego, wykorzystuje ona technologie interfejsu mózg-komputer.

„Ponieważ laboratoryjne badania snu na dużą skalę są zbyt drogie i uciążliwe, pierwszym celem tego projektu jest zweryfikowanie metodologii i ustalenie wykonalności badania snu na dużą skalę w domu w ASD przy użyciu dostępnej na rynku elektroencefalografii do noszenia ( EEG).

( SFARI | Charakterystyka fizjologii snu w autyzmie: ścieżka od genów do leczenia , bd).

Co to jest urządzenie do elektroencefalografii (EEG)?

Urządzenie do elektroencefalografii to elektrogram rejestrujący aktywność mózgu.

Czujniki elektrodowe z miniaturowymi metalowymi krążkami są przymocowane do drutów umieszczonych na czubku głowy pacjenta. Czujniki te wykrywają wszelkie zmiany ładunków elektrycznych wywołane ruchem neuronów.

• Neurony = komórki mózgowe

Podczas gdy klucz do odblokowania różnic w rytmie okołodobowym między osobami neurotypowymi i neuroatypowymi nie został jeszcze odkryty. Czuję, że rozwiązanie leży w głębi urządzeń obliczeniowych mózgu.

Dla tych, którzy podzielają podobne emocje w tej dziedzinie, poniżej umieściłem kilka linków, aby pogłębić swoją wiedzę na ten temat…

• Mój ulubiony kanał youtube poświęcony BCI, https://www.youtube.com/c/thebciguys
• Interfejsy mózg-komputer w medycynie
• Integracja kliniczna nieinwazyjnych BCI
• Co interfejsy mózg-komputer mogą oznaczać dla przyszłości pracy
• Jak kontrolować rzeczy za pomocą mózgu (i sprzętu typu open source)

Nazywam się Lauren i jestem 18-latką pasjonującą się tworzeniem świata neuroinkluzywnego ♾️ poprzez wykorzystanie technologii. Lubisz co widzisz? Sprawdź resztę mojego cyfrowego śladu na https://linktr.ee/laurengp .