Neuronal Oscillations of Wakefulness and Sleep: Windows on Spontaneous Activity of the Brain

هدف این کار مرور یافته‌های اخیر است که مکانیسم‌ها و عملکردهای نوسانات عصبی را برجسته می‌کنند که فعالیت مغز را در طول چرخه خواب و بیداری ساختار می‌دهند. تعداد فزاینده ای از مطالعات انجام شده بر روی انسان ها و حیوانات و با استفاده از تکنیک های مختلف از ضبط درون سلولی تا تصویربرداری عصبی عملکردی، بینش مهمی را در مورد مکانیسم ها و ویژگی های عملکردی این ریتم های مغزی ارائه کرده است. مطالعات این ریتم ها نه تنها برای علوم اعصاب پایه، بلکه برای علوم اعصاب بالینی نیز اساسی است. در سطح علوم پایه، نوسانات عصبی تعاملات بین نواحی مختلف مغز را شکل می‌دهند و عمیقاً بر پاسخ‌های عصبی به محیط تأثیر می‌گذارند و در نتیجه پردازش اطلاعات در مغز را واسطه می‌کنند. در سطح بالینی، نوسانات مغز در شرایط عصبی متعددی تحت تأثیر قرار می‌گیرند و ممکن است نشانگرهای زیستی مفیدی را ارائه دهند که در مورد تکامل و آسیب‌پذیری بیماران اطلاعاتی را ارائه می‌دهند. در طول خواب، این ریتم‌های مغزی می‌توانند از حالت‌های داخلی که بر حفظ پایه مدار محلی و تعاملات سیستمیک نظارت دارند، پشتیبانی عملکردی کنند. در طول بیداری، ریتمیک مدارهای قشری و زیر قشری با پردازش حسی، عملیات شناختی و آمادگی برای عمل مرتبط است. این کتاب تلاش خواهد کرد تا این نقش‌های عملکردی خواب و بیداری را در سطح تصویربرداری عصبی و اقدامات الکتروانسفالوگرافی، پتانسیل‌های میدان موضعی و حتی در سطح سلولی به هم پیوند دهد.

The purpose of this work is to review recent findings highlighting the mechanisms and functions of the neuronal oscillations that structure brain activity across the sleep-wake cycle. An increasing number of studies conducted in humans and animals, and using a variety of techniques ranging from intracellular recording to functional neuroimaging, has provided important insight into the mechanisms and functional properties of these brain rhythms. Studies of these rhythms are fundamental not only for basic neuroscience, but also for clinical neuroscience. At the basic science level, neuronal oscillations shape the interactions between different areas of the brain and profoundly impact neural responses to the environment, thereby mediating the processing of information in the brain. At the clinical level, brain oscillations are affected in numerous neurological conditions and might provide useful biomarkers that inform about patients’ evolution and vulnerability. During sleep, these brain rhythms could provide functional support to internal states that govern the basic maintenance of local circuit and systemic interactions. During wake, the rhythmicity of cortical and subcortical circuits have been linked with sensory processing, cognitive operations, and preparation for action. This book will attempt to link together these sleep and wake functional roles at the level of neuroimaging and electroencephalographic measures, local field potentials, and even at the cellular level. ​