امواج گاما (Gamma oscillations) به نوسانات سریع فعالیت الکتریکی شبکههای عصبی مغز گفته میشود که معمولاً در محدوده حدود 30 تا 100 هرتز تعریف میشوند؛ اگرچه محدوده دقیق آن در مطالعات مختلف متفاوت است.
گاهی پژوهشگران گامای آهسته را حدود 25 تا 50 هرتز و گامای سریع را حدود 55 تا 100 هرتز در نظر میگیرند. بنابراین، نمیتوان یک فرکانس مشخص را بهعنوان «حالت گاما» معرفی کرد.
نوسانات گاما در بخشهای مختلف مغز و در شرایط مختلف، از جمله هنگام بیداری و حتی برخی مراحل خواب، مشاهده میشوند. این فعالیتها حاصل تعامل پیچیده میان نورونهای تحریکی و مهاری و هماهنگشدن فعالیت گروههایی از نورونها هستند.
گاما چه ارتباطی با عملکرد مغز دارد؟
پژوهشهای علوم اعصاب نشان میدهند که نوسانات گاما با مجموعهای از فرایندهای مغزی از جمله توجه، پردازش حسی، ادراک، حافظه و برخی جنبههای پردازش اطلاعات ارتباط دارند. در بعضی شرایط، هماهنگی گاما میان نواحی مختلف مغز نیز مورد مطالعه قرار گرفته است.
با این حال، باید بین «همبستگی» و «علت» تفاوت گذاشت. مشاهده افزایش فعالیت گاما هنگام انجام یک کار شناختی به این معنا نیست که افزایش مصنوعی گاما الزاماً باعث بهترشدن عملکرد شناختی میشود. نقش دقیق گاما در بسیاری از این فرایندها همچنان موضوع پژوهش است.
آیا میتوان فعالیت گاما را افزایش داد؟
فعالیت گاما تحت تأثیر وضعیت مغز، نوع فعالیت شناختی، ورودیهای حسی و شرایط مختلف عصبی قرار میگیرد. برخی روشها در پژوهشهای آزمایشگاهی برای بررسی یا تعدیل این فعالیت مورد استفاده قرار گرفتهاند.
1. مدیتیشن
برخی مطالعات EEG و سایر روشهای علوم اعصاب، تغییراتی را در فعالیتهای نوسانی مغز در افرادی که مدیتیشن انجام میدهند گزارش کردهاند. بااینحال، شواهد موجود نشان نمیدهند که مدیتیشن بهطور ساده و قابلپیشبینی باعث افزایش دائمی امواج گاما در همه افراد میشود.
اثر مدیتیشن بر مغز پیچیده است و احتمالاً به نوع مدیتیشن، مدت تمرین، تجربه فرد و شرایط آزمایش بستگی دارد. پژوهشهای مربوط به نوروساینس مدیتیشن نیز بر ضرورت مطالعات دقیقتر برای مشخصکردن سازوکارهای عصبی آن تأکید کردهاند.
بنابراین بهتر است گفته شود که مدیتیشن میتواند فعالیت شبکههای عصبی مرتبط با توجه و خودتنظیمی را تحت تأثیر قرار دهد و در برخی مطالعات با تغییرات فعالیت گاما همراه بوده است؛ نه اینکه مدیتیشن را روشی قطعی برای «ورود به حالت گاما» بدانیم.
2. فعالیتهای شناختی
فعالیتهایی مانند حل مسئله، توجه متمرکز، پردازش اطلاعات پیچیده و انجام برخی وظایف حافظه میتوانند با تغییر در فعالیت گاما همراه باشند. گاما در فرایندهای مرتبط با توجه، ادراک و حافظه مشاهده شده است.
اما این موضوع با این ادعا که «حل معما یا یادگیری زبان باعث افزایش پایدار گاما میشود» تفاوت دارد. نوع فعالیت، ناحیه مغزی درگیر، دشواری تکلیف و شرایط فرد میتوانند الگوی فعالیت گاما را تغییر دهند.
بنابراین فعالیتهای ذهنی چالشبرانگیز را میتوان برای فعالکردن شبکههای شناختی مفید دانست، اما نباید آنها را یک روش قطعی برای افزایش امواج گاما معرفی کرد.
3. تحریک مغزی
روشهایی مانند تحریک مغناطیسی مغز از روی جمجمه (TMS) و تحریک الکتریکی مستقیم از روی جمجمه (tDCS) در تحقیقات علوم اعصاب برای بررسی و تعدیل فعالیت مغز استفاده میشوند.
همچنین روشهای جدیدتری مانند تحریک با تداخل زمانی (tTIS) و تحریک حسی با فرکانسهای مشخص، از جمله 40 هرتز، برای بررسی امکان تعدیل فعالیت گاما در حال مطالعه هستند. بااینحال، این روشها هنوز عمدتاً در حوزه پژوهش و برخی کاربردهای بالینی مشخص قرار دارند و نباید آنها را بهعنوان یک روش خانگی یا تضمینی برای افزایش تمرکز و هوش معرفی کرد.
برای مثال، مرورهای جدید نشان میدهند که تحریکهای حسی با هدف ایجاد همزمانی گاما نتایج امیدوارکنندهای داشتهاند، اما تفاوت زیادی میان روشها، فرکانسها، نواحی مغزی و پاسخ افراد وجود دارد و هنوز استاندارد واحدی برای این کار وجود ندارد.
4. کافئین و مواد محرک
ادعای اینکه کافئین بهطور مشخص و قابلاعتماد «امواج گاما را افزایش میدهد» پشتوانه علمی کافی ندارد.
کافئین با مهار گیرندههای آدنوزین بر سیستم عصبی اثر میگذارد و میتواند هوشیاری و برخی شاخصهای EEG را تغییر دهد، اما تغییرات ثبتشده در مطالعات مختلف لزوماً به معنای افزایش مشخص فعالیت گاما نیستند. برای مثال، مطالعات انسانی اثر کافئین را بر چندین باند فرکانسی مختلف نشان دادهاند.
بنابراین بهتر است کافئین را روش افزایش امواج گاما معرفی نکنیم.
5. خواب کافی
خواب برای عملکرد طبیعی مغز، تنظیم فرایندهای شناختی و تثبیت حافظه اهمیت اساسی دارد. کمبود خواب میتواند عملکرد شناختی و فرایندهای حافظه را مختل کند.
بااینحال، خواب کافی را نباید بهعنوان روشی برای «افزایش امواج گاما» معرفی کرد. فعالیت گاما در مغز در زمان خواب نیز مشاهده میشود و رابطه میان گاما، مراحل مختلف خواب و عملکرد شناختی بسیار پیچیدهتر از یک رابطه ساده افزایش یا کاهش است.
آیا افزایش گاما باعث افزایش هوش میشود؟
در حال حاضر نمیتوان چنین نتیجهای گرفت.
امواج گاما با برخی فرایندهای شناختی ارتباط دارند، اما گاما بهتنهایی معادل هوش، تمرکز یا آگاهی بیشتر نیست. فعالیت مغز از شبکههای متعدد و چندین نوع نوسان عصبی تشکیل شده است و عملکرد شناختی نتیجه تعامل این شبکهها و ریتمهای مختلف است.
حتی افزایش بیش از حد یک نوع فعالیت عصبی الزاماً مطلوب نیست. در علوم اعصاب، معمولاً مهمتر از «بیشتر بودن» یک موج، زمانبندی، محل ایجاد، هماهنگی میان نواحی مغز و ارتباط آن با یک فرایند عصبی مشخص است.
جمعبندی
امواج گاما بخشی از فعالیت طبیعی مغز هستند و در فرایندهایی مانند توجه، ادراک و حافظه نقش یا ارتباط مهمی دارند. بااینحال، اصطلاح «رسیدن به حالت گاما» از نظر علمی سادهسازی بیش از حد است؛ زیرا مغز در یک حالت واحد گاما قرار نمیگیرد، بلکه نوسانات گاما در زمانها و نواحی مختلف و در تعامل با سایر ریتمهای عصبی ظاهر میشوند.
مدیتیشن، فعالیتهای شناختی، تحریک مغزی و برخی تحریکهای حسی میتوانند در شرایط آزمایشگاهی بر فعالیت گاما تأثیر بگذارند، اما شواهد فعلی اجازه نمیدهد یک روش ساده و قطعی برای «افزایش گاما» یا تبدیل آن به افزایش مستقیم هوش و تمرکز معرفی کنیم. پژوهش درباره نقش دقیق گاما و امکان استفاده درمانی از آن همچنان ادامه دارد.