המו-אנצפלו-גרף (HEG)
נוירופידבק הוא טכנולוגיה לאימון מוחי במטרה לשפר סימפטומים של הפרעות חשיבתיות, או רגשיות או כדי לשפר את הביצועים הקוגניטיביים היומיומיים לצורך הגברת יעילות בעבודה למשל. למתאמן מוצגת באופן ידידותי פעילות המוח שלו, עליה הוא לומד להשפיע לכיוון רצוי. איור 1 מציג גרף שהושג במהלך אימון נוירופידבק.
מהי בדיוק הפעילות המוחית וכיצד היא נמדדת? בנוירופידבק "המסורתי" אנו עוקבים אחר הפעילות החשמלית של המוח באמצעות מכשור EEG (אלקטרו-אנצפלו-גרף). פיתוח חדיש יותר של טכנולוגיית ניורופידבק הוא מכשיר ההמו-אנצפלו-גרף (HEG) המבוסס על דרך של שונה כימות פעילות המוח.
אחת דרכים לכמת את פעילות המוח היא במונחים של הפעילות המטבולית או קצב חילוף החומרים במוח. לתחום זה ישנן השלכות רבות בנושא סריקות מוחיות (דימות מוחי). חילוף חומרים הוא תהליך תאי שבו "דלק" בצורה של גלוקוז או סוכר הוא משמש את התאים כדי לשחרר את האנרגיה שתהיה זמינה לשימוש על ידי התא.
התהליך צורך חמצן ויוצר פחמן דו חמצני. קצב חילוף חומרים הוא הקצב שבו צורך התא את כמות האנרגיה העומדת לרשותו בכל פעם. כאשר המוח עסוק במשימה קוגניטיבית כלשהי כגון חישוב, אנו מצפים כי אותם אזורים במוח המעורבים באופן ישיר במשימה ישתמשו באנרגיה בקצב מהיר יותר מאשר אזורים אחרים.
המוח האנושי הוא מאוד פעיל מבחינה מטבולית. למרות שהמוח מהווה רק 2% ממשקל גוף, הוא צורך 20% מצריכת חמצן הכוללת של הגוף ו25% של גלוקוז. על מנת לעמוד בדרישות האנרגיה הללו, רקמת המוח צפופה מאוד ברשת של כלי דם ונימי דם. איך אפשר למדוד את קצב חילוף החומרים המוחי? אנחנו יכולים למדוד אותו באופן עקיף, במספר דרכים. כמה משיטות אלו מסתמכות על תופעה המכונה צימוד נוירו-ווסקולרי: הפעילות המטבולית המוחית תלויה באספקה של גלוקוז וחמצן, המגיעים דרך זרם הדם.
משמעות הדבר היא כי בכל פעם שהמוח עסוק במשימה כלשהי, יש גידול מקומי בפעילות עצבית ולכן גם עליה מקומית בזרימת דם במוח באזורים הרלוונטים למשימה. התוצאה של התגובה הזאת היא שהדם באזור הפעיל הופך להיות מחומצן יותר.
התהליך מנוהל על ידי תאים הנקראים אסטרוציטים – סוג נפוץ של תאים מוחיים שאינם ניורונים ומהווים תאי תמיכה במוח. סריקת המוח ישנם שני סוגים של סורקי מוח – אלה החושפים את מבנה המוח, ואלו המודדים פעילות. בנוירופידבק אנו עוסקים באפשרות השנייה. סורקים אלו מודדים בעקיפין את חילוף החומרים במוח ומשמשים במדע למעקב אחרי איזורים הפעילים במוח תחת מטלות שונות.
סריקות המוח PET ו – SPECT משמשות למדידת קצב השימוש בגלוקוז במוח. בסריקות כאלו, המבוצעות המכונים ייחודיים ולצרכים מחקריים או בריאותיים, גלוקוז אשר תוייג עם סמן רדיואקטיבי אטומי מוזרק לזרם הדם של הנבדק. אזור הפולט יותר קרינה צרך יותר גלוקוז רדיואקטיבי ולכן זה סימן שהיה יותר פעיל.
סריקות בזמן אמת דוגמת MRI פונקציונלי (fMRI) מזהות מקומית ותוך כדי ביצוע משימה, באלו איזורים עלו רמות החמצן המוחי. עלייה ברמת חמצון זו משנה תכונות מגנטיות של הדם, ושינוי זה ניתן לאיתור כאשר המוח הוא נתון תחת שדה מגנטי חזק. HEG כמו ה-fMRI גם מכשור ה HEG מזהה שינויים בפעילות המוחית על ידי איתור שינויים בחימצון הדם. משימה קוגנטיבית מפעילה נוירונים באזור מסוים של המוח. נוירונים אלה צורכים יחסית יותר אנרגיה. דרישה זו לאנרגיה פירושה עלייה מקומית בזרימת דם וברמת החמצן בדם.למכשור ה- HEG בנוירופידבק ישנם כמה סוגים. כל אחד מהם בודק היבטים שונים של הפעילות המוחית.
NIR, המשתמש בקרינת אור הקרובה לאינפרא אדום הוא מבחינה היסטורית הראשון. הוא הומצא על ידי ד"ר הרשל תומים. זוהי שיטה הקרויה ספקטרוסקופיה אינפרא אדומה. התרומה המקורית של תומין לתחום זה היתה התגלית שלו לפיה ניתן להשפיע על רמות החמצן המוחיות (ולכן על הסיגנל של ה HEG) באופן רצוני. כך נכנס מכשור זה לעולם הנוירופידבק.
מכשור ה NIR מקרין תערובת של קרני אור באורכי גל אדומים ואינפרא-אדום דרך הגולגולת אל תוך המוח. בדרך כלל זה מבוצע באמצעות הנחת המכשור על המצח, שם אין שיער המפריע למעבר האות דרך הגולגולת.
בתהליך הנקרא פיזור, חלק מהאור המוקרן למוח מוחזר ונקלט על ידי סנסור במכשור ה HEG. המוח והגולגולת ידועים בתכונתם לאפשר לגלי אור וקרינה לחדור דרכם. לעומתם, הדם אינו מאפשר לאורכי גל לעבור דרכו, ולכן הקרינה מוחזרת אל הסנסור. רמת החמצן משפיע על הרכב הדםו לכן מסתבר שרמת האור המוחזר מהמוח מושפעת מרמות החמצן באותו האזור. כך ניתן לגלות איזורים פעילים יותר ופעילים פחות בזמן אמת.
ד"ר Toomim מצא קורלציה טובה מאוד בין מכשיר ה HEG שהוא פיתח לבין ה-fMRI , שגם מסתמך על שינויים בחימצון הדם.
מכשיר ה HEG לא יכול לספק מדידות מוחלטות של פעילות מוחית – האות מושפע מגורמים כגון עובי הגולגולת, ולכן אנחנו לא יכולים להשוות אדם אחד למשנהו. יחד עם זאת, המכשור מסייע לזהות שינויים בפעילות המוחית הספציפית של אדם מסוים בזמן נתון וזה כל הדרוש על מנת לאפשר למטופל לאמן את מוחו ולשפר סימפטומים של הפרעות או לשפר תפקוד מוחי.
הדור הנוכחי של חיישן ניר HEG מזהה פעילות בשכבה החיצונית של המוח – קליפת המוח. התפתחויות עתידיות עשויות לאפשר סריקה של מבנים הרבה יותר עמוקים במוח.
Passive Infra-red HEG PIR הוא הרבה יותר פשוט. הוא הומצא על ידי ד"ר ג'פרי כרמן , שעבד בטכניקה הנקראת טרמוסקופיה. החיישן במכשור PIR מזהה אור (או קרינה אלקטרומגנטית ) של קבוצת אורכי גל קטנה בתוך האור האינפרה האדום. זוהי קרינה הנפלטת על ידי המוח באופן טבעי בצורה של חום, כתוצאה מפעילות מטבולית מקומית וזרימת דם מקומית.
החום הזה זוהה גם בצורות אחרות של הדמיה תרמית. למעשה קיימות מצלמות תרמיות שהיו בשימוש כדי להעריך את ההשפעות של אימון HEG – ראה איור 2 .
השוואה בין EEG נוירופידבק ל HEG נוירופידבק בהשוואה לנוירופידבק EEG ל HEG יש כמה יתרונות: האות המתקבל מהמוח הוא הרבה יותר פשוט לפענוח, הוא יציב יותר ( אמצעי EEG נוטים להשתנות במהירות ומושפעים מפעולת שרירים), והרבה פחות כפוף ל"הפרעות" של אותות מוחיים נוספים הדורשים מומחיות מקצועית על מנת להיות מנופים מהמפות המוחיות המתקבלות. ד"ר Toomim טוען כי יתרונות קליניים המושגים על ידי ה HEG הם יותר מהירים מאשר דרך EEG.
אימון HEGבנוירופידבק HEG ,המתאמן לומד להגביר את האות המוחי שהוא רואה על גבי מסך, שהוא שווה ערך להפעלת האזור במוח המצוי תחת החיישן. כדי להשיג זאת על המתאמן להיות ער ומרוכז, בעל רצון להגביר את האות המוקרן לו, ויחד עם זאת להיות במצב רגוע , פתוח, חיובי מבחינה רגשית. תסכול וניסיון להשיג בכוח שינוי בסיגנל דווקא מורישים פעילות מוחית.
HEG הוא שיטת נוירופידבק יחסית חדשה ועוד ישנה הרבה עבודה במחקר היישומים של השיטה במצבים קוגניטיבים ורגשיים שונים. ישנם שלושה תחומים שבהם HEG כבר הוכיח את עצמו : • הפרעות קשב וריכוז
• דכאון
• מיגרנות
קליפת מוח הקדם חזיתית (מצחית)
הפרעות אלו קשורות כולן לאפשרות של חוסר ויסות של קליפת המוח הקדם חזיתית (PFC ). זוהי השכבה החיצונית של המוח המצויה מאחורי המצח ועל ארובות העיניים. PFC הוא חלק חשוב במיוחד במוח. הוא מפותח מאד אצל בני האדם ולפעמים מכנה אזור ההוצאה לפועל של הפעילות המוחית.
הוא ממלא תפקיד מרכזי בהתנהגות תכליתית – קבלת החלטות , גיבוש וביצוע תוכניות וכוונות, תוך מניעת הסחות דעת מגירויים מסיחים. כל אזור ה PFC מרכז במוח את המשאבים הדרושים כדי לבצע את כוונותיו אלה, ומעריך את הפעולות במונחים של הצלחה או כישלון בעמידה ביעדים.
PFC גם קשור מאוד למוטיבציה ורגש. יש ל PFC יכולת לעכב מבנים אחרים במוח הקשורים לרגשות , מה שמאפשר לך למשל לעקוף פחד גבהים כשאתה צריך לטפס על סולם .
רגשות קשורים רבות ליכולת קבלת ההחלטות שלנו. נראה כי ה PFC מגיע להחלטה דרך דימיון של התחושה שהיינו מרגישים כתוצאה מהשלכות ההחלטה העומדת על הפרק. אנו מדמיינים איך נרגיש אחרי קבלת ההחלטה וכך שוקלים לעיתים האם לקבל אותה או לא. PFC הוא רלוונטי במיוחד לרגשות חברתיים בגלל היכולת שלנו לדמיין מה אחרים חושבים ומרגישים באמצעות פעילותו של אזור זה.
הפרעות קשב וריכוז ההתנהגויות שתוארו בסעיף הקודם, מהוות חלק מהבעיה של הסובלים מהפרעות קשב וריכוז. הם מוסחים בקלות על ידי מידע לא רלוונטי, מפגינים לעיתים אימפולסיביות , חוסר ארגון, חוסר תשומת לב, ורגישות ייתר.
ADD היא הפרעת נוירולוגית ובדרך כלל התוצאה שלה הוא חוסר ויסות של ה PFC. יתכן ששורש הבעיה הוא בחלקים אחרים של מערכת הקשב ותשומת הלב (הכוללת אזורים רבים במוח), כגון מסלול דופאמין המשמש כמו "אספקת החשמל" לPFC.
קל יחסית לערער את ויסות קליפת המוח הקדם מצחית כיוון שהיא נמצאת בראש העץ הארגוני של הפעילות המוחית. מחקרי סריקת המוח הראו ירידה ואי יציבות של פעילות PFC אצל הסובלים מהפרעות קשב וריכוז תחת מטלות חשיבתיות (בהם בדרך גלל רואים עליה בפעילות אזור זה). נוירופידבק HEG מראה תוצאות מבטיחות לאימון ושיפור הריכוז אצל הסובלים מהפרעות קשב וריכוז.
דכאון אנשים מדוכאים סובלים בדרך כלל מחיוניות ומוטיבציה ירודות ומחוסר יכולת להתרכז. חלקם סובלים מ"השטחה רגשית" בעוד אחרים חווים רגשות מאד עוצמתיים. כל התופעות הללו עשויות להיות קשורות לחוסר הוויסות בPFC. אימון להגברת פעילות בPFC מסייע לטיפול בדיכאון , ראשית בגלל הפעילות הירודה שלו במצבים אלו, ושנית כיוון שאזור זה קשור לוויסות גם של איזורי מוח נוספים הקשורים לרגשות.
מיגרנותד"ר ג'פרי כרמן פיתח את ה PIR HEG באופן ספציפי לטיפול במיגרנות. התוצאות מעודדות. כרמן טיפל ב100 מקרים של מיגרנות עם PIR לאורך 4 שנים. יותר מ 90% מהנבדקים שהשלימו לפחות שישה מפגשי אימון נוירופידבק PIR דיווחו על שיפור משמעותי והקלה משמעותית במגרנות.
שיפור משמעותי פירושו שנבדקים אלו היגיעו למצב בו היה להם קשה להבדיל בין כאב ראש רגיל למגרנה – כלומר רמות הכאב שלהם הופחתו באופן משמעותי . התוצאות מראות גם על ירידה בעוצמת הכאב במגרנות וגם על ירידה בתדירות הופעת המגרנות כתוצאה מטיפולי נוירופידבק HEG.24% מהנבדקים עזבו את הטיפול לאחר שישה מפגשים או פחות (מסיבות שונות, חלקם כספיות), ולמרות זאת 61% מהם דיווחו על שיפור משמעותי לאחר שש פגישות או פחות!
הבסיס הנוירופתולוגי של מגרנות עדיין לא ברור לחלוטין. השערתו של כרמן היא ש HEG PIR הינו יעיל לטיפול במגרנות כיוון שהאימון מחזק את השליטה המעכבת של ה PFC על חלק כלשהוא של גזע המוח הקשור להופעת מיגרנות.
