December 23, 2023

意識、認知、神経細胞の細胞骨格 - 神経科学に必要な新しいパラダイム

Consciousness, Cognition and the Neuronal Cytoskeleton ? A New Paradigm Needed in Neuroscience

https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fnmol.2022.869935/full

意識、認知、神経細胞の細胞骨格 - 神経科学に必要な新しいパラダイム

Viewing the brain as a complex computer of simple neurons cannot account for consciousness nor essential features of cognition. Single cell organisms with no synapses perform purposeful intelligent functions using their cytoskeletal microtubules. A new paradigm is needed to view the brain as a scale-invariant hierarchy extending both upward from the level of neurons to larger and larger neuronal networks, but also downward, inward, to deeper, faster quantum and classical processes in cytoskeletal microtubules inside neurons.

脳を単純な神経細胞からなる複雑なコンピューターとみなしても、意識を説明することはできないし、認知の本質的な特徴も説明できない。シナプスを持たない単細胞生物は、細胞骨格微小管を用いて目的を持った知的機能を果たしている。脳を、神経細胞レベルから上方へ、より大規模な神経細胞・ネットワークへと拡張するスケール不変性の階層構造として捉えるだけでなく、下方へ、内側へ、神経細胞内部の細胞骨格微小管における、より深く、より高速な量子過程や古典過程へと拡張する新しいパラダイムが必要である。

cytoskeletal microtubules 微小管細胞骨格
scale invariance:スケール不変性

Evidence shows self-similar patterns of conductive resonances repeating in terahertz, gigahertz, megahertz, kilohertz and hertz frequency ranges in microtubules. These conductive resonances apparently originate in terahertz quantum dipole oscillations and optical interactions among pi electron resonance clouds of aromatic amino acid rings of tryptophan, phenylalanine and tyrosine within each tubulin, the component subunit of microtubules, and the brain’s most abundant protein.

その証拠に、微小管ではテラヘルツ、ギガヘルツ、メガヘルツ、キロヘルツ、ヘルツの周波数帯域で、自己相似的な導電性共振のパターンが繰り返されている。これらの導電共振は、微小管の構成サブユニットであり、脳で最も豊富なタンパク質であるチューブリン内のトリプトファン、フェニルアラニン、チロシンの芳香族アミノ酸環のπ電子共鳴雲のテラヘルツ量子双極子振動と光学的相互作用に由来するらしい。

self-similar 自己相似
自己相似とは何らかの意味で、全体と部分とが相似であることをさす言葉である。すべてのスケールにおいて自己相似となる図形は、スケール不変性を有する。 ウィキペディア

conductive resonance 導電共振

THzテラヘルツ(1THzは毎秒1兆回の振動で周波数や振動数の単位


gigahertzギガヘルツ:1GHzは毎秒10億回を意味し、周波数や振動数 


megahertz,  MHzとは、1秒間に100万回繰り返される周波数、振動数を表す単位である


kilohertz  1kHzは毎秒1000回を意味し、周波数や振動数の単位her


hertz :1 herzは 毎秒1000回
quantum oscillations 量子振動
dipole 双極子
optical interactions :光学的相互作用
tubulinチューブリン(微小菅を構成するタンパク質)
aromatic amino acid  芳香族アミノ酸
tryptophan トリプトファン(幸せホルモン)
上記は精油の化学成分フェノールと関係するシキミ酸経路で作られる。用語参照
Phenylalanine フェニルアラニン

Evidence from cultured neuronal networks also now shows that gigahertz and megahertz oscillations in dendritic-somatic microtubules regulate specific firings of distal axonal branches, causally modulating membrane and synaptic activities. The brain should be viewed as a scale-invariant hierarchy, with quantum and classical processes critical to consciousness and cognition originating in microtubules inside neurons.

培養神経細胞ネットワークから得られた証拠は、樹状突起体細胞微小管のギガヘルツやメガヘルツの振幅が、遠位の軸索側の特定の発火を制御し、膜やシナプス活動を因果的に調節していることも示している。脳はスケール不変の階層構造として捉えるべきで、意識と認知に重要な量子過程と古典過程は神経細胞内の微小管に由来する。

cultured neuronal networks  培養された神経細胞ネットワーク
oscillations 振動 用語参照
dendritic-somatic microtubules 樹状突起体細胞微小管
Dendritic cell 樹状細胞(免疫細胞)
Oscillations 振幅
axonal branches 軸索側
scale-invariant hierarchy スケール不変の階層

用語

細胞骨格
https://www.cosmobio.co.jp/product/detail/cytoskeleton-marker-antibody-pgi.asp?entry_id=34421

細胞骨格(cytoskeleton)は、細胞を支持して安定化させる三次元ネットワークです。すべての細胞は、たとえバクテリア(細菌)でさえ、細胞骨格を持ちます。細胞骨格は、細胞の形状とその機械的特性に関与します。細胞運動、細胞分裂、細胞内輸送、細胞シグナル伝達等、多くの動的な細胞プロセスが細胞骨格と連動します。そのため、細胞骨格は、いくつかの細胞質タンパク質や細胞小器官と相互作用して機能します。
細胞骨格ネットワークは、フィラメントと呼ばれる3つの異なるタンパク質構造からなります。それらは、微小管、マイクロフィラメント(アクチンフィラメント)、中間径フィラメントの3種類です。これらのタンパク質は、相互に依存して異なる機能を果たす独自のネットワークを細胞内に形成します。

チューブリン(読み)ちゅーぶりん(英語表記)tubulin コトバンクより
https://kotobank.jp/word/%E3%83%81%E3%83%A5%E3%83%BC%E3%83%96%E3%83%AA%E3%83%B3-567836
微小管microtubuleを構成するタンパク質。微小管は生物界のほとんどすべての細胞に見いだされる直径24nmの管状繊維構造で,鞭毛・繊毛運動,細胞形態の形成・維持,細胞分裂,神経軸索内輸送などの多くの生理現象に深く関与している。

シキミ酸経路
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B7%E3%82%AD%E3%83%9F%E9%85%B8%E7%B5%8C%E8%B7%AF
シキミ酸経路(シキミさんけいろ、英: shikimic acid pathway)は芳香族アミノ酸(チロシン、フェニルアラニンおよびトリプトファン)の生合成反応経路である。間接的にフラボノイドやアルカロイド(モルヒネ(チロシン由来)、キニーネ(トリプトファン由来)等)などの生合成にも必要。微生物や植物の大半は有しているが動物には見られない。ウイキペディアより

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November 30, 2023

脳神経細胞内の微小管量子振動で意識が生まれる。January 29, 2014ブログ投稿 訂正版 Science dailyより

意識は神経細胞内の微小管の非調和振動(倍音)に依存しているので、タッキーさん(David T. S Martinez )の演奏するメディスンドラムの倍音の音は、意識に関係でしているのではないかと思いました。

脳神経細胞内の "微小管 "に量子振動を発見、論争の的となっている意識理論を支持
http://aromahonjin.way-nifty.com/blog/2014/01/post-9353.html

Discovery of Quantum Vibrations in 'Microtubules' Inside Brain Neurons Supports Controversial Theory of Consciousness Science dailyより

http://www.sciencedaily.com/releases/2014/01/140116085105.htm

Quantum Vibrations 量子振動
Microtubule 微小管
brain neurons. 脳神経細胞.

Date: January 16, 2014

Source:Elsevier
情報源:エルゼビア は、オランダ・アムステルダムを本拠とする国際的な出版社。医学・科学技術関係を中心とする世界最大規模の出版社で、学術雑誌も多数発行している。ウイキペディアより

Summary: 概要

A review and update of a controversial 20-year-old theory of consciousness published in Physics of Life Reviews claims that consciousness derives from deeper level, finer scale activities inside brain neurons. The recent discovery of quantum vibrations in "microtubules" inside brain neurons corroborates this theory, according to review authors Stuart Hameroff and Sir Roger Penrose.They suggest that EEG rhythms (brain waves) also derive from deeper level microtubule vibrations, and that from a practical standpoint, treating brain microtubule vibrations could benefit a host of mental, neurological, and cognitive conditions.

生命現象の物理学に掲載された20年前の物議を醸した意識理論のレビューと更新は、意識は脳神経内のより深いレベルでより微細スケール活動から生まれると主張している。総説の著者であるスチュアート・ハメロフとサー・ロジャー・ペンローズによれば、脳神経細胞内の「微小管」に量子振動があることが最近発見され、この理論が裏付けられたという。彼らは、脳波のリズム(脳波)もまた、より深いレベルの微小管の振動に由来するものであり、実用的な観点からは、脳の微小管の振動を治療することで、多くの精神的、神経的、認知的症状に効果がある可能性があることを示唆している。

Physics of Life Reviews  生命現象の物理
fine scale 微細スケール
Stuart Hameroff:スチュワート・ハメロフ
Sir Roger Penrose.ロジャー・ペンローズ

FULL STORY:全文

The theory, called "orchestrated objective reduction" ('Orch OR'), was first put forward in the mid-1990s by eminent mathematical physicist Sir Roger Penrose, FRS, Mathematical Institute and Wadham College, University of Oxford, and prominent anesthesiologist Stuart Hameroff, MD, Anesthesiology, Psychology and Center for Consciousness Studies, The University of Arizona, Tucson.
They suggested that quantum vibrational computations in microtubules were "orchestrated" ("Orch") by synaptic inputs and memory stored in microtubules, and terminated by Penrose "objective reduction" ('OR'), hence "Orch OR." Microtubules are major components of the cell structural skeleton.

「統合された客観収縮理論」(「Orch OR」)と呼ばれるこの理論は、著名な数理物理学者であるロジャー・ペンローズ卿(FRS、オックスフォード大学数学研究所およびワダム・カレッジ)と、著名な麻酔科医であるスチュアート・ハメロフ医学博士(麻酔学、心理学、アリゾナ大学ツーソン校意識研究センター)によって1990年代半ばに提唱された。微小管内の量子振動計算は、シナプス入力および微小管に蓄積された記憶によって“統合” ("Orch")されて,それゆえペンローズの“客観的収縮”によって終結すると彼らは示唆している。微小管は細胞の構造骨格の主要な構成要素である。

Orchestrated Objective Reduction Theory(統合された客観収縮理論)、
quantum vibrational computations 量子振動計算
「OR理論(Objective-Reduction、客観的収縮)」
mathematical physicist 数理物理学

Orch OR was harshly criticized from its inception, as the brain was considered too "warm, wet, and noisy" for seemingly delicate quantum processes. However, evidence has now shown warm quantum coherence in plant photosynthesis, bird brain navigation, our sense of smell, and brain microtubules. The recent discovery of quantum vibrations in microtubules inside brain neurons by the research group led by Anirban Bandyopadhyay, PhD, at the National Institute of Material Sciences in Tsukuba, Japan (and now at MIT), corroborates the pair's theory and suggests that EEG rhythms also derive from deeper level microtubule vibrations. In addition, work from the laboratory of Roderick G. Eckenhoff, MD, at the University of Pennsylvania, suggests that anesthesia, which selectively erases consciousness while sparing non-conscious brain activities, acts via microtubules in brain neurons.

統合された客観収縮理論(Orch OR)は、脳は明らかに微細な量子過程のために極めて、“温かく、湿り気があり、騒がしい”と考えられていたので、発表当初から批判された。しかしながら、今や、証拠が植物の光合成、鳥脳飛行、私たちの嗅覚、および脳の微小管内の常温量子コヒーレンスを示している。日本、筑波、独立法人・物質・材料研究機構(現在はMIT)のAnirban Bandyopadhyay, PhDによって指導されたグループによって脳内の微小管における常温量子波動の発見はこのペア理論を裏付けていて、脳波リズムも深いレベルの微小管振動から由来していることを示唆しています。さらに、ペンシルベニア大学のRoderick G. Eckenhoff, MD,研究所の論文は、非意識脳活動を温存しながら選択的に意識を消去する麻酔が脳神経内の微小管を介して作用すると示唆している。

coherence:コヒーレンス、干渉性
quantum coherence量子コヒーレンス
plant photosynthesis 植物の光合成

"The origin of consciousness reflects our place in the universe, the nature of our existence. Did consciousness evolve from complex computations among brain neurons, as most scientists assert? Or has consciousness, in some sense, been here all along, as spiritual approaches maintain?" ask Hameroff and Penrose in the current review. "This opens a potential Pandora's Box, but our theory accommodates both these views, suggesting consciousness derives from quantum vibrations in microtubules, protein polymers inside brain neurons, which both govern neuronal and synaptic function, and connect brain processes to self-organizing processes in the fine scale, 'proto-conscious' quantum structure of reality."

「意識の起源は、宇宙における私たちの位置、私たちの存在の本質を反映している。多くの科学者が主張するように、意識は脳神経細胞間の複雑な計算から進化したのだろうか?それとも、スピリチュアルなアプローチが主張するように、意識は、ある意味で、最初からここにあったのだろうか?これはパンドラの箱を開ける可能性があるが、われわれの理論はこの両方の見解に対応するもので、意識は脳神経細胞内のタンパク質ポリマーである微小管の量子振動に由来するものであり、微小管は神経細胞とシナプスの機能を支配し、脳のプロセスを現実の微細なスケールの "原意識的 "量子構造における自己組織化プロセスと結びつけている

protein polymer タンパク質ポリマー
polymer:高分子化合物
タンパク質はアミノ酸が集まってできている タンパク質は、アミノ酸が多数つながって構成されている高分子化合物です。
self-organizing processes 自己組織化プロセス
proto-conscious 原意識
quantum structure 量子構造
quantum vibrations  量子振動

After 20 years of skeptical criticism, "the evidence now clearly supports Orch OR," continue Hameroff and Penrose. "Our new paper updates the evidence, clarifies Orch OR quantum bits, or "qubits," as helical pathways in microtubule lattices, rebuts critics, and reviews 20 testable predictions of Orch OR published in 1998 -- of these, six are confirmed and none refuted."

20年にわたる懐疑的な批判を経て、“証拠が明らかに統合された客観収縮理論(Orch OR)を支持していると“ハメロフとペンローズは続けて述べている。"私たちの新しい論文は証拠を最新化し、微小管格子のらせん状経路として統合された客観収縮理論(Orch OR)のquantum bits 量子ビットまたは"qubits," 量子ビットを明らかにし、批判を反論し、および1998年に発表されたOrch ORの20の検証可能な予測を再調査し、これらうち6つは確認されて、なにも論破されなかった。

helical らせん状の
quantum bits 量子ビット
qubit:量子ビット; qubit通常の計算機の「ビット」に対応する量子計算機における概念."0"か"1"かではなく, "0"と"1"の任意の「重ね合わせ」状態をとるものとされる.
microtubule lattice 微小管格子
testable predictions 検証可能な予測

An important new facet of the theory is introduced. Microtubule quantum vibrations (e.g. in megahertz) appear to interfere and produce much slower EEG "beat frequencies." Despite a century of clinical use, the underlying origins of EEG rhythms have remained a mystery. Clinical trials of brief brain stimulation aimed at microtubule resonances with megahertz mechanical vibrations using transcranial ultrasound have shown reported improvements in mood, and may prove useful against Alzheimer's disease and brain injury in the future.

この理論の重要な新たな側面が紹介された。微小管の量子振動(例えばメガヘルツ)が干渉して、よりゆっくりした脳波(ビート周波数)を産生する。一世紀に渡る臨床使用にもかかわらず、脳波リズムの基本になる起源は謎のままである。経頭蓋超音波を用いて、メガヘルツ機械振動と微小管共振を目的とした短時間の脳刺激の臨床試験は気分改善の報告を示して、将来においてアルツハイマー病および脳損傷に対して有用であることを証明するかもしれない。

Microtubule quantum vibration 微小管の量子振動
beat frequencies ビート周波数
transcranial ultrasound 経頭蓋超音波

Lead author Stuart Hameroff concludes, "Orch OR is the most rigorous, comprehensive and successfully-tested theory of consciousness ever put forth. From a practical standpoint, treating brain microtubule vibrations could benefit a host of mental, neurological, and cognitive conditions."

筆頭著者のスチュアート・ハメロフは、「Orch ORは、これまでに出された中で最も厳密で、包括的で、成功した意識理論である。実用的な観点からは、脳の微小管振動を治療することは、多くの精神的、神経学的、認知的状態に利益をもたらす可能性がある。。

The review is accompanied by eight commentaries from outside authorities, including an Australian group of Orch OR arch-skeptics. To all, Hameroff and Penrose respond robustly.

このレビューには、オーストラリアの統合された客観収縮理論Orch ORのアーチ懐疑論者のグループを含む、外部の権威からの8つの論評が添えられている。そのすべてに、ハメロフとペンローズはしっかりと答えている。

Penrose, Hameroff and Bandyopadhyay will explore their theories during a session on "Microtubules and the Big Consciousness Debate" at the Brainstorm Sessions, a public three-day event at the Brakke Grond in Amsterdam, the Netherlands, January 16-18, 2014.

ペンローズ、ハメロフとボンドパッダエ.は、2014年1月16-18日、アムステルダム、Brakke Grondでの3日間の公開イベント、ブレーンストーミングセッション「微小管および大いなる意識の討論」に関するセッション中に彼らの理論を探求する。

They will engage skeptics in a debate on the nature of consciousness, and Bandyopadhyay and his team will couple microtubule vibrations from active neurons to play Indian musical instruments. "Consciousness depends on anharmonic vibrations of microtubules inside neurons, similar to certain kinds of Indian music, but unlike Western music which is harmonic," Hameroff explains

また、バンディオパディヤイと彼のチームは、活動的な神経細胞からの微小管の振動をカップリングしてインドの楽器を演奏する。「意識は、ニューロン内の微小管の非調和振動に依存しています。これは、ある種のインド音楽に似ていますが、西洋音楽とは違って調和的です」と、ハメロフは説明する。彼らは意識の本質に関する討論で懐疑的であって、ボンドパッダエと彼らのチームはインド楽器を演奏する活性神経細胞から量子振動と結合させる。「意識はある種のインド音楽と同じように、神経内の微小管の非調和振動(倍音)によりますが、西洋音楽は違っていて、それは調和振動である。」

anharmonic vibration 非調和振動(倍音)

用語
ペンローズ博士の「量子脳理論」より

https://www.bttp.info/physics/quantum-mind/

微小管(マイクロチューブル)

ペンローズ博士によれば、脳の「微小管」で波動関数の収縮が起こると考えている。

「微小管(マイクロチューブル)」とは脳の神経細胞にある器官で、ペンローズ博士は、アメリカの麻酔学者、スチュワート・ハメロフ博士から、この微小管が幾何学的な構造をもち、量子的な働きをしている可能性があるとの情報を得て興味をもった。

微小管はチューブリンというタンパク質が円筒形に連なっており、このチューブリンは伸びた状態と縮んだ状態の2種類の形を取ることができ、この2つの状態が量子的な重ね合わせとして機能すると仮説を立てた。

ペンローズ博士とハメロフ博士は共同で、1996年にこの仮説を「Orch-OR(オーチ・オア)理論/Orchestrated Objective Reduction Theory」(統合された客観的収縮理論)として発表した。

「Orch-OR理論」のポイントは、意識をもつわれわれが主体的に観測することで波動関数の収縮が起こるのではなく、逆に、波動関数が収縮する過程で、客観的にわれわれの中に意識が生み出されるところだ。

つまりわれわれの意識は、量子力学の波動関数の収縮を利用して、客観的に生まれてくるというのだ。

粒子と波動の二重性
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%B2%92%E5%AD%90%E3%81%A8%E6%B3%A2%E5%8B%95%E3%81%AE%E4%BA%8C%E9%87%8D%E6%80%A7

粒子と波動の二重性(りゅうしとはどうのにじゅうせい、Wave–particle duality)とは、物理学及び物理化学において、全ての物質やエネルギーは粒子的な性質と波動的な性質の両方を持つという考え方である。

微小管 コトババンクより
http://kotobank.jp/word/%E5%BE%AE%E5%B0%8F%E7%AE%A1

細胞内にある管状の構造物。細胞の運動や形の保持に関与する細胞骨格の一つ。チューブリンというたんぱく質からなり、太さ約24ナノメートル。細胞分裂の際には紡錘糸となって現れる。細胞小器官などを輸送するレールの役割も果たしている。

Stuart Hameroff:スチュワート・ハメロフ ウィキペディアより
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B9%E3%83%81%E3%83%A5%E3%83%AF%E3%83%BC%E3%83%88%E3%83%BB%E3%83%8F%E3%83%A1%E3%83%AD%E3%83%95

スチュワート・ハメロフ(英: Stuart Hameroff、1947年7月16日 - )は、アメリカ合衆国の麻酔科医。医学博士。現在アリゾナ大学教授。意識に関する国際会議ツーソン会議のオーガナイザー。ロジャー・ペンローズとの意識に関する共同研究で有名。

Sir Roger Penrose, ロジャー・ペンローズ
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%AD%E3%82%B8%E3%83%A3%E3%83%BC%E3%83%BB%E3%83%9A%E3%83%B3%E3%83%AD%E3%83%BC%E3%82%BA

ロジャー・ペンローズ(Sir Roger Penrose, 1931年8月8日 - )は、イギリス・エセックス州コルチェスター生まれの数学者、宇宙物理学・理論物理学者。

「光合成は量子コンピューティング」:複数箇所に同時存在より

https://wired.jp/2010/02/10/%E3%80%8C%E5%85%89%E5%90%88%E6%88%90%E3%81%AF%E9%87%8F%E5%AD%90%E3%82%B3%E3%83%B3%E3%83%94%E3%83%A5%E3%83%BC%E3%83%86%E3%82%A3%E3%83%B3%E3%82%B0%E3%80%8D%EF%BC%9A%E8%A4%87%E6%95%B0%E7%AE%87%E6%89%80/

量子コヒーレント

量子コヒーレントとは、同時に複数の状態で存在することを科学的に表現する用語だ。[量子重ね合わせ状態とは、量子力学において、確率的に得られる二つの状態がいまだに決定されていない状態。単に何が起こるか確率的にしか判らないということではなく、重ね合わせという独特の状態]

Scholes氏は量子コヒーレンスについてこう説明する。「私が好むアナロジーは、ラッシュアワーに家へ自動車で帰るにあたって3つのルートがあるというものだ。どのルートが速いか遅いかはわからない。しかし量子的なメカニズムでは、これらの3つのルートを同時に取ることができる。到着するまで、自分がどこにいるかを特定しないので、常に最も速いルートを選ぶことになる」

光合成は非常に効率が優れているのは、エネルギーが同時に複数の場所に存在し、常に最短のルートを見つけ出しているという「量子効果」が作用しているからだということを示す研究が発表された。

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June 20, 2023

如何に迷走神経を刺激するか?

How to Stimulate the Vagus Nerve

https://www.myoilguide.com/sarasota-essential-oils/how-to-stimulate-the-vagus-nerve/

如何に迷走神経を刺激するか?

Looking for Ways to Stimulate the Vagus Nerve to Reduce Stress?

迷走神経を刺激してストレスを軽減する方法をお探しですか?

Importance of the Vagus Nerve

迷走神経の重要性

The vagus nerve is the longest nerve in the body, connecting the brain to the neck, heart, lungs, spleen and the digestive system. It has many functions within those body systems with vital involvement in sensory and movement functions and a major role in balancing the nervous system, which is the focal point of this article.

迷走神経は、脳と首、心臓、肺、脾臓、消化器系をつなぐ、体内で最も長い神経です。迷走神経は、感覚や運動に重要な役割を果たすとともに、今回のテーマである神経系のバランス調整にも大きな役割を果たすなど、これらの身体システムの中で多くの機能を有しています。

Balancing the Nervous System

神経系のバランスを整える

Try to think of the Vagus nerve as an on/off switch between the sympathetic and parasympathetic nervous system, your stress response fight or flight and your rest and digest response. On the sympathetic side, turning the switch ON when experiencing a stressful event, the vagus nerve is involved in increasing the heart rate, blood pressure, energy levels, allows you to be more alert and focused, accelerates breathing, and redirects blood flow from the digestive system to the brain and muscles. We can become faster, stronger, react quicker to a “dangerous” situation. Energy is not “wasted” on digestive functions! On the parasympathetic side, turning the switch OFF to get back into the rest and digest phase, it lowers blood pressure, heart rate, slows breathing, instills a sense of calmness and relaxation to body and mind.

迷走神経は、交感神経と副交感神経、つまりストレス反応の闘争と逃走、休息と消化の反応のオン・オフスイッチだと考えてみてください。交感神経側では、ストレスフルな出来事に遭遇するとスイッチが入り、迷走神経は心拍数、血圧、エネルギーレベルを上げ、より注意深く集中できるようにし、呼吸を促進し、消化器系から脳や筋肉への血流を方向転換させることに関与している。私たちは、より速く、より強く、「危険」な状況に素早く反応することができます。エネルギーが消化機能に「浪費」されることはありません!副交感神経のスイッチをオフにすると、休息と消化の段階に戻り、血圧や心拍数を下げ、呼吸を緩め、心身に落ち着きとリラックスの感覚を与えます。

Remember that in a stressful situation blood flow to the digestive system is going to be decreased, slowing down digestive functions. That is an important factor when considering that many of us stay in a state of “stress response” for prolonged periods of time. The Vagus nerve is in constant communication between the gut and the brain, and is also involved in sending anti-inflammatory information to the body. Hence, unmanaged stress can add to digestive and inflammatory issues.

ストレスの多い状況では、消化器官への血流が低下し、消化機能が鈍ることを忘れないでください。これは、私たちの多くが長時間「ストレス反応」の状態にあることを考えると、重要な要素です。迷走神経は、腸と脳の間で常に連絡を取り合っており、抗炎症の情報を体に送ることにも関与しています。それゆえ、管理されていないストレスは、消化器系や炎症系の問題に拍車をかけることになります。

Stimulating the Vagus Nerve

迷走神経を刺激する

When the Vagus nerve gets stimulated it releases a substance called “Vagusstoff”, also named acetylcholine, a neurotransmitter that plays an important role in our capacity to calm down, to switch from our stress response back into our rest and digest response. The vagus nerve communicates the state of our organs back to the brain. The higher our vagal tone, the better our emotional and physical wellbeing, the better our ability to stay in control during stressful situations and exercising adequate response. Low vagal tone makes it difficult to “switch back” into a calm and relaxed state and may be associated with chronic inflammation, negative moods and emotions, feeling isolated, increased heart rate and blood pressure, digestive issues – just to name a few.

迷走神経が刺激を受けると、「迷走神経物質」とも呼ばれるアセチルコリンという物質が放出されます。アセチルコリンは神経伝達物質であり、私たちが落ち着く能力やストレス反応から休息と消化の反応への切り替えに重要な役割を果たします。迷走神経は私たちの臓器の状態を脳に伝えます。ベーガル・トーン(迷走神経の活性度)が高いほど、情動的および身体的な健康が良くなり、ストレスのある状況下でも制御を保つ能力が向上します。低ベーガル・トーン(低迷走神経の活性度)では、落ち着いてリラックスした状態に戻ることが難しく、慢性的な炎症、ネガティブな気分や情動、孤立感、心拍数と血圧の上昇、消化器の問題などと関連する可能性があります。

vagusstoff迷走神経物質

acetylcholine;アセチルコリン
アセチルコリンは、信号を隣接する神経細胞または筋肉もしくは分泌腺内の細胞に伝達するために神経細胞が放出する化学伝達物質(神経伝達物質)です。アセチルコリンは細胞同士の連絡を助けます。アセチルコリンは記憶、学習、集中の助けになります。心臓、血管、気道、泌尿器、消化管の調節も助けます。

vagal tone :ベーガル・トーン(迷走神経の活性度)

How Do I know I have low vagal tone?

ベーガル・トーン(迷走神経の活性度)が低いことをどうやって知ることができますか?

A useful indicator (also called hearth coherence) is the difference in heart rate between inhaling (when the blood gets oxygenated) and exhaling. The greater the difference in heart rate, the higher the vagal tone.

ハート・コヒーランスとも呼ばれる指標として、吸気時(血液に酸素を供給する時)と呼気時の心拍数の差が有効です。心拍数の差が大きいほどベーガル・トーン(迷走神経の活性度)が高いことを意味します。

hearth coherence:ハート・コヒーランス

Practices Commonly Used to Stimulate the Vagus Nerve may include:

迷走神経を刺激するために一般的に使用される実践は、以下の通りです:

Deep Breathing Practices

深呼吸の練習

Deep and slow diaphragmatic breathing, raising the belly when breathing in, holding the breath for few counts, exhaling by releasing all air out of the lungs until it feels the belly is sinking against the spine (exhaling for longer counts than breathing in) is a helpful practice to stimulate the vagus nerve. The more we practice deep breathing every single day, the easier it will be to use this technique during a stressful event, to help our nervous system back into a calmer state.

深くゆっくりとした横隔膜呼吸、息を吸うときにお腹を膨らませ、数秒息を止め、お腹が背骨に吸い付くように感じるまで肺の空気をすべて吐き出す(息を吸うよりも長いカウントで吐き出す)ことは、迷走神経を刺激するのに役立つ練習です。毎日、深呼吸の練習をすることで、ストレスフルな出来事の際に、このテクニックを使って、神経系を落ち着いた状態に戻すことが容易になります。

OM Chanting

OM(オーム)チャンティング

When chanting Om, a vibration sound is felt in the vocal cords which may stimulate the vagus nerve which runs down at the back of the throat. Chanting Om has been indicated as having positive cardiovascular benefits, reducing feelings of stress and helping the body enter a relaxed state of mind, lowering blood pressure, slowing heart rate, instilling a sense of inner calm, opening the Crown Chakra and self-realization. If chanting is new to you, you may want to start practicing with guidance. Several good videos can be found on YouTube.

OM(オーム)を唱えると、声帯に振動が伝わり、喉の奥にある迷走神経が刺激されることがあります。OM(オーム)を唱えることで、循環器系に良い影響を与え、ストレスの感情を軽減し、体がリラックスした状態になるのを助け、血圧を下げ、心拍数を下げ、内なる落ち着きを与え、クラウンチャクラを開き、自己実現を促すと指摘されています。チャンティングが初めての方は、指導を受けながら練習を始めるとよいでしょう。YouTubeに良いビデオがいくつかあります。

Singing & Laughing

歌う&笑う

Singing in the shower or car, playing Karaoke, watching a funny movie or comedy show, talking with friends who are sure to make you laugh are a fun and great way to stimulate the vagus nerve.

シャワーや車の中で歌う、カラオケをする、面白い映画やコメディ番組を見る、笑いを誘う友人と話す、などは迷走神経を刺激する楽しくて素晴らしい方法です。

Cold Water

冷たい水

Splashing cold water into your face, running it over the inside of the wrists, turning the shower on cold for the last 30 seconds are great ways to boost vagal tone (and support the immune system).

冷たい水を顔にかける、手首の内側にかける、シャワーを30秒間冷水にする、などは迷走神経を刺激する素晴らしい方法です(そして免疫システムをサポートします)。

Probiotics & Balanced Nutrition

プロバイオティクスとバランスのとれた栄養

Supporting gut health can greatly impact our overall health (digestive health, immune system, emotional balance). The gut is often referred to as the “second brain” because it produces neurotransmitters such as serotonin and dopamine which play an important role in regulating mood. It is estimated that the digestive tract creates 90% of our serotonin levels. What affects our gut also affects the brain and vice versa. Fortifying the body with balanced nutrition and probiotics may support vagal tone.

腸の健康をサポートすることは、私たちの健康全般(消化器系の健康、免疫系、感情バランス)に大きな影響を与えます。腸は、セロトニンやドーパミンなど、気分の調整に重要な役割を果たす神経伝達物質を産生することから、しばしば「第二の脳」と呼ばれています。セロトニンレベルの90%は消化管で作られると言われています。腸に影響を与えるものは脳にも影響を与え、その逆もまた然りなのです。バランスのとれた栄養とプロバイオティクスで体を強化することで、迷走神経の緊張をサポートすることができます。

Essential Oils

エッセンシャルオイル

Essential oils can calm the autonomic nervous system by engaging the vagus nerve. Calming essential oils include Lavender, Roman Chamomile, Melissa, Sandalwood, Cedarwood, Vetiver, Patchouli, Rose, Neroli, Lemon, and Ylang Ylang to name some of the most commonly used. Inhaling essential oils (from the palms of the hands or diffused) has the most immediate and profound effect.

エッセンシャルオイルは、迷走神経に働きかけて自律神経を落ち着かせる効果があります。鎮静作用のあるエッセンシャルオイルには、ラベンダー、ローマンカモミール、メリッサ、サンダルウッド、シダーウッド、ベチバー、パチュリー、ローズ、ネロリ、レモン、イランイランなどがあり、最もよく使われるものを挙げることができます。エッセンシャルオイルを吸入(手のひらから、またはディフューズ)することで、最も即効性があり、深い効果が得られます。

Movement

ムーブメント

Movements requiring a complex level of coordination (Fast Walking, Jogging, Yoga, Thai Chi and other Eastern movement practices) help stimulate the vagal tone, synchronizing internal and external rhythms with thoughts and emotions.

複雑な動きを必要とする運動(早歩き、ジョギング、ヨガ、タイチーなど東洋の運動)は、迷走神経を刺激し、内外のリズムと思考や感情を同調させるのに役立ちます。

Training the Taste Buds

味覚のトレーニング

The vagus nerve is involved in our sense of taste. Consciously tasting foods and beverages, reflecting on what we like or dislike, differentiating nuances of sweet, savory or spicy and learning to discern whether we are sensing true hunger or just craving something because of stress or need for emotional gratification, helps train the vagus nerve.

迷走神経は、味覚に関与しています。食べ物や飲み物を意識的に味わい、好き嫌いを振り返り、甘い、しょっぱい、辛いなどのニュアンスを区別し、本当の空腹を感じているのか、ストレスや感情的な満足感から何かを欲しているのかを見極められるようになると、迷走神経を鍛えることができます。

Regular practice and consistency makes all the difference!

定期的な練習と一貫性がすべての違いを生みます!

Incorporating some of these techniques, may strengthen vagal tone which can positively impact our ability to manage stress, balance mood, support digestion, and improve overall feelings of wellbeing.

これらのテクニックのいくつかを取り入れることで、ベーガル・トーン(迷走神経の活性度)が強化され、ストレスを管理し、気分のバランスを取り、消化をサポートし、全体的な幸福感を改善する能力にプラスの影響を与える可能性があります。

関連記事

vagal toneを迷走神経緊張と訳していたがどうもニュアンスが違うではないのかと、投稿にあたり、再度検索をしてみたところ下記の記事にであい、ベーガル・トーン(迷走神経の活性度)にしました。

「最近疲れやすくなった人」に多い呼吸の仕方「呼吸力」が一気に高まるエクササイズを伝授!

https://toyokeizai.net/articles/-/458919?page=3

東洋経済ONLINE

リラックス状態をつくる副交感神経は、実は迷走神経の支配下にあります。迷走神経が活性化されると、副交感神経が優位になり、生活に落ち着きと静けさがもたらされるということです。

迷走神経は英語で「ベガス・ナーブ(Vagus nerve)」、そこから転じて、迷走神経の活性度を「ベーガル・トーン(Vagal tone)」といいます。迷走神経は、いわば副交感神経の「元締め」のようなもの。その迷走神経の活性度を上げること、つまりベーガル・トーンを上げることが、副交感神経を優位にする有効な戦略になるというわけです。
交感神経が心身を緊張・興奮状態にする「アクセル役」だとしたら、迷走神経は心身を緩和・鎮静状態にする「ブレーキ役」といってもいいでしょう。迷走神経が活性化すると、相対的に交感神経の活性が落ち、血管の拡張、血圧の低下、心拍の鎮静化、ストレス反応や炎症反応の緩和、痛みの軽減、睡眠の質の向上、消化・吸収の改善、免疫力アップなどが起こります。

オーム(聖音)
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%AA%E3%83%BC%E3%83%A0_(%E8%81%96%E9%9F%B3)#:~:text=%E3%82%AA%E3%83%BC%E3%83%A0%EF%BC%88%E0%A4%93%E0%A4%AE%E0%A5%8D%20om%E3%80%81%E3%81%BE%E3%81%9F%E3%81%AF%20%E0%A5%90,%E3%81%AF%E3%80%8C%E3%82%AA%E3%83%BC%E3%83%A0%E3%80%8D%E3%81%A7%E3%81%82%E3%82%8B%E3%80%82

オーム(ओम् om、または ॐ oṃ〈オーン〉)は、バラモン教をはじめとするインドの諸宗教において神聖視される呪文。
漢訳仏典では、唵(おん、口偏に奄)と音写される。
なお、日本では「オーム」と表記する事が多いが、oṃは「オーン」と読み[1]、omは「オーム」である

解釈
バラモン教
ヴェーダを誦読する前後、また祈りの文句の前に唱えられる。 ウパニシャッドにおいては、この聖音は宇宙の根本原理であるブラフマンを象徴するものとされ、特に瞑想の手段として用いられた。

また、この聖音 は「a」、「u」、「m」の3音に分解して神秘的に解釈される。これは、サンスクリット語ではaとuが隣り合うと同化して長母音oになるという音韻法則があるからである。

例えば『ブリハッド・アーラニヤカ・ウパニシャッド』では「a」は『リグ・ヴェーダ』、「u」 は『サーマ・ヴェーダ』、「m」 は『ヤジュル・ヴェーダ』の三ヴェーダを表し、「aum」全体でブラフマンを表すと解釈された。

ヒンドゥー教[編集]

さらに後世のヒンドゥー教になると「a」は創造神ブラフマー、「u」は維持神ヴィシュヌ、「m」は破壊神シヴァを表し、全体として三神一体(トリムールティ)の真理を表すものとされ、民間においても浸透しており同教のシンボル的な意匠となっている。

仏教[編集]

この聖音は後に仏教にも取り入れられ、密教では真言の冒頭の決まり文句(オン)として、末尾のスヴァーハー(ソワカ)と共に多用された(例えば「オン アビラウンケン ソワカ」で大日如来の真言)。 また、仏教の経典『守護国界主陀羅尼経』では「a」は法身、「u」は報身、「m」は応身の三身を象徴し、すべての仏たちはこの聖音を観想する事によって成仏すると説かれる。

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June 19, 2023

健康と病気における脳の神経振動・周波数によるの神経調節

Neuromodulation of Neural Oscillations in Health and Disease

https://www.mdpi.com/2079-7737/12/3/371

健康と病気における神経振動の神経調節

Department of Biomedical Engineering, Columbia University, ET 351, 500 W. 120th Street, New York, NY 10027, USA

簡単なまとめ

Over the past few decades, advances in electroencephalography (EEG) recordings and brain stimulation has permitted an unprecedented view of how specific brain structures communicate as well as organize complex cognitive functions. Specifically, neurotransmitters (including norepinephrine, acetylcholine, and dopamine) have all been shown to have an impact on neural oscillations throughout the brain, linking them to changes in cognitive functions such as memory, attention, and executive function.

過去数十年にわたって、脳波記録(EEG)と脳刺激の進歩により、特定の脳構造がどのようにコミュニケーションを取り、複雑な認知機能を組織化するかについての前例のない考え方が可能になりました。具体的には、神経伝達物質(ノルエピネフリン、アセチルコリン、ドーパミンなど)はすべて、脳全体の神経振動に影響を与え、記憶、注意、実行機能などの認知機能の変化に関連していることが示されています。

While these interactions are still widely unexplored, their appearance in neurological disorders through cross-frequency coupling (CFC) brings light to the vital role they play in orchestrating healthy brain function. This brief review serves to highlight the important role each neuromodulatory system plays in changing widespread neural networks, emphasizing their involvement in health and disease to help inform more translational brain stimulation technologies.

これらの相互作用はまだ広く解明されていませんが、周波数間カップリング (CFC) を介した神経障害におけるそれらの出現は、健康な脳機能を調整する上でそれらが果たす重要な役割に光をもたらします。この簡単なレビューは、広範な神経回路網の変化において各神経調節システムが果たす重要な役割を強調し、より多くのトランスレーショナル脳刺激技術に情報を提供するために健康と病気への関与を強調するのに役立ちます。

cross-frequency coupling (CFC) :周波数間カップリング (CFC)

Abstract

要旨

Using EEG and local field potentials (LFPs) as an index of large-scale neural activities, research has been able to associate neural oscillations in different frequency bands with markers of cognitive functions, goal-directed behavior, and various neurological disorders. While this gives us a glimpse into how neurons communicate throughout the brain, the causality of these synchronized network activities remains poorly understood.

脳波(EEG)と局所場電位(LFP)を大規模な神経活動の指標として使用することで、さまざまな周波数帯の神経振動を認知機能、目標指向行動、およびさまざまな神経障害のマーカーに関連付けることができました。これにより、ニューロンが脳全体でどのように通信するかを垣間見ることができますが、これらの同期ネットワーク活動の因果関係はよくわかっていません。

local field potentials (LFPs):局所場電位(LFP)
goal-directed behavior 目標指向行動

Moreover, the effect of the major neuromodulatory systems (e.g., noradrenergic, cholinergic, and dopaminergic) on brain oscillations has drawn much attention. More recent studies have suggested that cross-frequency coupling (CFC) is heavily responsible for mediating network-wide communication across subcortical and cortical brain structures, implicating the importance of neurotransmitters in shaping coordinated actions. By bringing to light the role each neuromodulatory system plays in regulating brain-wide neural oscillations, we hope to paint a clearer picture of the pivotal role neural oscillations play in a variety of cognitive functions and neurological disorders, and how neuromodulation techniques can be optimized as a means of controlling neural network dynamics.

さらに、脳の振動に対する主要な神経調節系(例えば、ノルアドレナリン作動性、コリン作動性、およびドーパミン作動性)の効果が多くの注目を集めています。より最近の研究では、周波数間カップリング (CFC) が皮質下および皮質の脳構造にわたるネットワーク全体のコミュニケーションを仲介することに大きく関与していることが示唆されており、協調行動の形成における神経伝達物質の重要性が示唆されています。脳全体の神経振動を制御する上で各神経調節系が果たす役割を明らかにすることで、神経振動がさまざまな認知機能や神経障害において果たす重要な役割と、神経回路網のダイナミクスを制御する手段として神経調節技術を最適化する方法をより明確に描きたいと考えています。

Keywords:

キーワード

neuromodulation; EEG; noradrenergic system; cholinergic system; dopaminergic system; pupil-linked arousal; neural oscillations; cross-frequency coupling; vagus nerve stimulation; neurological disorders

キーワード
神経調節、脳波、ノルアドレナリン系、コリン系、ドーパミン系、瞳孔連動性覚醒、神経振動、周波数間カップリング (CFC)、迷走神経刺激、神経障害

1.Introduction

1.はじめに 1-1

Neural oscillations are thought to be an essential driver of interaction, communication, and information transmission throughout the brain [1,2,3]. Evolution has maximized the role these oscillations play in regulating and controlling neuronal functions, driving the synchronization of widespread neural networks in the brain. The EEG provides the most popular non-invasive methods to record neural oscillations, summating the local field potentials of thousands of neurons in cortical structures [4,5]. Not only does this tool characterize the “global” brain state as a time series of voltage potentials, but also allows researchers to analyze these oscillatory waveforms through frequency domain analysis. Studies have suggested that distinct EEG frequency bands (Delta, Theta, Alpha, Beta, Gamma) are generated from unique neural populations across a variety of brain regions [6].

神経振動は、脳内の相互作用、コミュニケーション、情報伝達の重要な伝達機構であると考えられている[1,2,3]。進化は、これらの振動が神経細胞機能の調節と制御に果たす役割を最大限に高め、脳内の広範な神経ネットワークの同期を促進した。脳波は、神経振動を記録する最も一般的な非侵襲的方法であり、皮質構造における何千ものニューロンの局所電位を合計する[4,5]。このツールは、電位差の時系列として「グローバルな」脳の状態を特徴付けるだけでなく、周波数領域分析によってこれらの振動波形を分析することも可能である。研究では、異なる脳波の周波数帯(デルタ、シータ、アルファ、ベータ、ガンマ)が、さまざまな脳領域にわたる固有の神経集団から生成されることが示唆されています [6]。

This characterization shows the ability of different brain structures to generate specific neural oscillatory patterns, permitting synchronization and frequency coupling [6]. Assessing the effect of oscillatory changes both globally and locally throughout the brain can uncover the important and/or causal role of various neuromodulatory processes [7]. Cross-frequency coupling (CFC), resulting from coupling between various neural circuits and/or different types of neurons through chemical or electrical synapses, has recently become a more prominent topic [8,9]. Components of CFC such as phase?phase and phase?amplitude coupling have been shown to have a large influence on cognitive processes including attention, learning, and short- and long-term memory [10,11].

この特徴は、異なる脳構造が特定の神経振動パターンを生成し、同期と周波数結合を可能にする能力を示しています[6]。脳内の全体的および局所的な振動変化の影響を評価することで、様々な神経調節プロセスの重要な役割や因果関係を明らかにすることができます[7]。最近、化学的または電気的シナプスを介した様々な神経回路や異なる種類のニューロン間の結合に起因する周波数間カップリング(CFC)が、より顕著な話題となっている [8,9]。周波数間カップリング(CFC)の構成要素である位相-位相および位相-振幅結合は、注意、学習、短期・長期記憶などの認知過程に大きな影響を与えることが示されている[10,11]。

phase?phase and phase?amplitude coupling : 位相-位相および位相-振幅結合

Additionally, the phase?amplitude synchronization of these high and low frequency bands plays a prominent role in facilitating neural communication and neural plasticity [12,13,14,15]. Neurological diseases and conditions can often be associated with an abnormal oscillatory desynchronization or type of CFC, unveiling the importance that synchronized neural networks have in carrying out normal brain function [16]. While largely misunderstood, this network-wide communication seems to be an instrumental part of the coordination and regulation of cognitive abilities. More recently, neural stimulation techniques such as vagus nerve stimulation (VNS) and deep brain stimulation (DBS) have been incorporating types of CFC analysis to better understand the effects of phase-coupled neuromodulation [17,18,19,20]. By leveraging the causal effects of neuromodulation on cognitive functions, these tools are focusing on real-time oscillation analysis to optimize the effectiveness of stimulation across brain regions [21].

さらに、これらの高周波数帯と低周波数帯の位相振幅同期が、神経伝達や神経可塑性を促進する上で重要な役割を果たしています[12,13,14,15]。神経学的な疾患や状態は、しばしば異常な振動の非同期化や周波数間カップリング(CFC)のタイプと関連することがあり、正常な脳機能を遂行する上で同期した神経ネットワークが重要であることが明らかにされています [16]。大きく誤解されているようだが、このネットワーク全体のコミュニケーションは、認知能力の調整と調節に不可欠な要素であるようだ。最近では、迷走神経刺激(VNS)や脳深部刺激療法(DBS)などの神経刺激技術が、位相結合神経調節の効果をよりよく理解するために、周波数間カップリング(CFC)分析の一種を組み込んでいます[17,18,19,20]。認知機能に対する神経調節の因果関係を活用することで、これらのツールは、脳領域全体における刺激の効果を最適化するために、リアルタイムの振動解析に焦点を当てている[21]。

phase?amplitude synchronization:位相振幅同期
Deep Brain Stimulation; DBS脳深部刺激療法(DBS)

Introduction  1-2

はじめに  1-2

The neuromodulatory systems, including the noradrenergic, cholinergic, and dopaminergic systems, play a pivotal role in the regulation and synchronization of neural oscillations. These systems provide direct axonal projections to most structures of the brain, regulating various brain functions through the release of neurotransmitters [22,23,24,25] (Figure 1a). Specifically, norepinephrine, acetylcholine, and dopamine are all implicated in the formation of complex decision making and executive functions [26]. Through their activation and inhibition, each neuromodulatory system has been seen to change the oscillatory behavior of widespread neural networks, implicating changes in cortical structures as well as in different frequency bands [27]. Recently, more work has been conducted that focuses on how cross-frequency coupling can be affected by neuromodulation, with phasic or tonic neurotransmitter release causing synchronization or desynchronization in EEG waveform features such as power, amplitude, phase and frequency [28]. These experiments are often using optogenetic manipulation in conjunction with LFP recordings, providing insights into how particular neuromodulatory centers can have a profound effect on neural oscillations, even in indirectly coupled brain regions. Another non-invasive biometric measure, pupil size, has also been implicated in having a key role in indexing neuromodulation, potentially serving as a new indirect modality in understanding the widespread effect of different arousal states on neural oscillations and behavior [29,30,31,32,33,34].

神経振動の制御と同期化には、ノルアドレナリン系、コリン系、ドーパミン系などの神経調節系が極めて重要な役割を担っています。これらの系は、脳のほとんどの構造物に直接軸索投射を行い、神経伝達物質の放出を通じて様々な脳機能を調節しています[22,23,24,25](図1a)。特に、ノルエピネフリン、アセチルコリン、ドーパミンは、複雑な意思決定や実行機能の形成に関与している [26]。それぞれの神経調節系は、その活性化と抑制を通じて、広範な神経ネットワークの振動挙動を変化させ、皮質構造や異なる周波数帯域での変化に関与していることが確認されている[27]。最近では、ニューロンモジュレーションによって周波数間カップリング(CFC)がどのように影響されるかに焦点を当てた研究が行われており、位相性または緊張性の神経伝達物質放出によって、パワー、振幅、位相、周波数などの脳波EEG波形の特徴に同期化または非同期化が生じることが分かっている [28].これらの実験は、局所電場電位LFP記録と連動した光遺伝学的操作を用いることが多く、間接的に結合した脳領域であっても、特定の神経調節中枢が神経振動に大きな影響を与えることができるという洞察を与えている。また、非侵襲的な生体指標である瞳孔の大きさも、神経調節の指標として重要な役割を果たすことが示唆されており、異なる覚醒状態が神経振動や行動に及ぼす広範な影響を理解するための新しい間接的モダリティとなる可能性があります [29,30,31,32,33,34].

LFP:local field potential, LFP:局所電場電位
局所電場電位(local field potential, LFP)は、脳内から記録される比較的低周波の振動電位で、頭蓋表面から記録される脳波の元となる信号である ...

Figure 1. Anatomical representations of each neuromodulatory system and CFC visualization: (a) Anatomical locations and projections of the three neuromodulatory systems: the noradrenergic system (left), dopaminergic system (middle), and cholinergic system (right). (b) A cartoon illustrating theta?gamma phase?amplitude coupling (PAC).

図1. 神経調節系の解剖学的表現と周波数間カップリング (CFC) (CFC)の可視化:(a)3つの神経調節系、ノルアドレナリン系(左)、ドーパミン系(中)、コリン系(右)の解剖学的位置と突起。(b) シータ・ガンマの位相・振幅結合(PAC)を説明する漫画イラストデザイン

This review will focus on how these three neuromodulatory systems can individually modulate neural oscillations, looking specifically at how their activation can change large-scale neural network synchrony in cognitive functions and neurological disorders. This phenomenon has yet to be fully understood, and looking at how each system’s activation or inhibition affects large scale oscillatory patterns may help uncover the origin and causality of complex behaviors and neurological disorders. These insights will hopefully inform a new direction of research that looks to further investigate how neuromodulation could improve and/or shape brain functions through changing large-scale neural oscillations.

本総説では、これら3つの神経調節系が個々にどのように神経振動を調節するのか、特に、それらの活性化が認知機能や神経疾患における大規模な神経ネットワークの同期をどのように変化させるのかに注目する。この現象はまだ完全に解明されておらず、各システムの活性化や抑制が大規模な振動パターンにどのように影響するかを調べることで、複雑な行動や神経疾患の起源や因果関係を明らかにすることができるかもしれません。これらの知見は、大規模な神経振動を変化させることによって、神経調節がどのように脳機能を改善したり、形成したりできるかをさらに研究する新しい方向性につながることが期待されます。

用語

概要|大阪大学医学部附属病院 未来医療開発部未来医療センター (osaka-u.ac.jp)

トランスレーショナルリサーチ(TR)とは?

http://www.hp-mctr.med.osaka-u.ac.jp/tr/index.html

医療におけるトランスレーショナルリサーチとは、新しい医療を開発し、臨床の場で試用してその有効性と安全性を確認し、日常医療へ応用していくまでの一連の研究過程をさします。広くは疾病の予防から診断までの改善をも含めます。

Tensorpacによる位相-振幅カップリング (PAC) 推定
https://oumpy.github.io/blog/2022/05/tensorpac.html

Contents

周波数間カップリング (CFC) について
Tensorpac
人工データの生成
パワースペクトル密度 (PSD) 推定
位相-振幅カップリング (PAC) 推定
統計検定とComodulogramの描画
その他の参考文献

周波数間カップリング (CFC) について

近接する神経細胞の集団活動によって生じる電位変化を電場電位(field potential) といい,脳波計(EEG), 皮質脳波(ECoG), 脳磁図(MEG)等で計測できる.細胞集団の同期した活動は様々な周波数の振動として計測される.その周波数が属する周波数帯域に応じて,次のような名称がついている.

Gamma (γ?) > 30 Hz
Beta (β?) 12-30 Hz
Alpha (α?) 8-12 Hz
Theta (θ?) 4-8 Hz
Delta (δ?) 0.5-4 Hz

周波数間カップリング (cross-frequency coupling; CFC) とは,異なる周波数帯域の振動の間における相互作用の総称である.次の図は(Jirsa & M?ller. Frontiers in Computational Neuroscience. 2013)からの引用であり,様々なCFCを示している.Aでは振動Xの振幅(amplitude)の2乗(=power)が赤線,位相(phase)の基準が縦点線で示されている.B-FはXの振幅や位相に対してY1-Y5の振幅や位相,周波数が変調されている様子を表している.ここで因果関係は明らかでないので各YからXが変調されている場合もある.GはY5-Y6間での周波数における変調を示している.

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June 11, 2023

学習、記憶や認知に関係する海馬に発生するシータ波について

Theta wave

シータ波

https://en.wikipedia.org/wiki/Theta wave

From Wikipedia, the free encyclopedia

フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』より

Theta waves generate the theta rhythm, a neural oscillation in the brain that underlies various aspects of cognition and behavior, including learning, memory, and spatial navigation in many animals.[1][2] It can be recorded using various electrophysiological methods, such as electroencephalogram (EEG), recorded either from inside the brain or from electrodes attached to the scalp.

シータ波は、多くの動物で学習、記憶、空間ナビゲーションなど、認知や行動のさまざまな側面を支える脳内の神経振動であるシータ律動を発生させる[1][2]。脳波などのさまざまな電気生理学的手法を用いて、脳内または頭皮に装着した電極から記録することができる。

At least two types of theta rhythm have been described. The hippocampal theta rhythm is a strong oscillation that can be observed in the hippocampus and other brain structures in numerous species of mammals including rodents, rabbits, dogs, cats, and marsupials. "Cortical theta rhythms" are low-frequency components of scalp EEG, usually recorded from humans. Theta rhythms can be quantified using quantitative electroencephalography (qEEG) using freely available toolboxes, such as, EEGLAB or the Neurophysiological Biomarker Toolbox (NBT).

シータ律動には、少なくとも2つのタイプがあることが知られている。海馬シータ律動は、齧歯動物、ウサギ、イヌ、ネコ、有袋類など多数の哺乳類の海馬や他の脳構造で観察できる強い振動である。"皮質シータ律動 "は、通常ヒトから記録される頭皮脳波の低周波数成分である。シータ律動は、脳機能画像解析用ソフト(EEGLAB)や神経生理学的バイオマーカーツールボックス(NBT)などの自由に利用できるツールボックスを使って、定量的脳波検査(qEEG)で定量化することができる。

hippocampal theta rhythm:海馬のシータ律動
rodents 齧歯動物
eeglab 脳機能画像解析用ソフト
Neurophysiological 神経生理学的
Biomarker Toolbox バイオマーカーツールボックス

In rats, theta wave rhythmicity is easily observed in the hippocampus, but can also be detected in numerous other cortical and subcortical brain structures.Hippocampal theta waves, with a frequency range of 6–10 Hz, appear when a rat is engaged in active motor behavior such as walking or exploratory sniffing, and also during REM sleep.[3] Theta waves with a lower frequency range, usually around 6–7 Hz, are sometimes observed when a rat is motionless but alert. When a rat is eating, grooming, or sleeping, the hippocampal EEG usually shows a non-rhythmic pattern known as large irregular activity or LIA. The hippocampal theta rhythm depends critically on projections from the medial septal area, which in turn receives input from the hypothalamus and several brainstem areas. Hippocampal theta rhythms in other species differ in some respects from those in rats. In cats and rabbits, the frequency range is lower (around 4–6 Hz), and theta is less strongly associated with movement than in rats. In bats, theta appears in short bursts associated with echolocation.

ラットでは、シータ波の律動性は海馬で容易に観察されるが、他の多くの皮質および皮質下脳構造でも検出される。海馬のシータ波は6-10Hzの周波数帯で、ラットが歩行や探索嗅覚などの活発な運動行動をとっているときや、レム睡眠時に出現する[3]。ラットが動かずに警戒しているときに、より低い周波数帯、通常6〜7Hz程度のシータ波が観察されることがあります。ラットが食事、グルーミング、睡眠をしているとき、海馬脳波は通常、大不規則活動またはLIAとして知られる非律動的なパターンを示す。海馬のシータ律動性は、内側中隔領域からの投射に決定的に依存しており、その投射は視床下部といくつかの脳幹領域から入力される。他の生物種における海馬のシータリズムは、ラットのそれとは異なる点がある。ネコやウサギでは、周波数帯域が低く(約4〜6Hz)、シータはラットに比べて運動との関連性が低い。コウモリでは、シータはエコーロケーションに関連した短いバーストで出現する。

rhythmicity 律動性(周期的に一定の動作を繰り返す様子)
REM sleep ;レム睡眠
REM(rapid eye movement):急速眼球運動
medial septal area 内側中隔領域
echolocation:エコロケーション」とも》反響定位。動物が音や超音波を発し、その反響によって物体の距離・方向・大きさなどを知ること。

In humans, hippocampal theta rhythm has been observed and linked to memory formation[4][5] and navigation.[6] As with rats, humans exhibit hippocampal theta wave activity during REM sleep.[7] Humans also exhibit predominantly cortical theta wave activity during REM sleep.[8] Increased sleepiness is associated with decreased alpha wave power and increased theta wave power.[8] Meditation has been shown to increase theta power.[9]

ヒトでは、海馬のシータ律動性が観察され、記憶形成[4][5]やナビゲーションと関連している[6]。ラットと同様に、ヒトはレム睡眠中に海馬シータ波活動を示す[7]。ヒトもレム睡眠中に主に皮質シータ波活動を示す[8]。眠気の増加はアルファ波パワー低下とシータ波パワー上昇と関連がある。瞑想はシータパワーを高めると示されている。[9]

The function of the hippocampal theta rhythm is not clearly understood. Green and Arduini, in the first major study of this phenomenon, noted that hippocampal theta usually occurs together with desynchronized EEG in the neocortex, and proposed that it is related to arousal.Vanderwolf and his colleagues, noting the strong relationship between theta and motor behavior, have argued that it is related to sensorimotor processing. Another school, led by John O'Keefe, have suggested that theta is part of the mechanism animals use to keep track of their location within the environment. Another theory links the theta rhythm to mechanisms of learning and memory (Hasselmo, 2005). These different theories have since been combined, as it has been shown that the firing patterns can support both navigation and memory.[10]

海馬のシータ律動性の機能は、明確に理解されていない。GreenとArduiniは、この現象に関する最初の主要な研究で、海馬のシータは通常、新皮質の脱同期脳波と一緒に起こることを指摘し、それが覚醒と関連していることを提案した。Vanderwolfらは、シータと運動行動の間に強い関係があることに注目し、感覚運動処理に関係すると主張した。また、ジョン・オキーフを中心とする別の学派は、シータ波は動物環境内の自分の位置を把握するためのメカニズムの一部であると提唱している。また、シータ律動性を学習や記憶のメカニズムと関連付ける説もあります(Hasselmo, 2005)。その後、発火パターンがナビゲーションと記憶の両方をサポートすることが示されたため、これらの異なる理論は統合された[10]。

desynchronized 脱同期
desynchronized sleep 脱同期睡眠
Neocortex 新皮質
motor behavior:運動行動

In human EEG studies, the term theta refers to frequency components in the 4–7 Hz range, regardless of their source. Cortical theta is observed frequently in young children.[11] In older children and adults, it tends to appear during meditative, drowsy, hypnotic or sleeping states, but not during the deepest stages of sleep. Theta from the midfrontal cortex is specifically related to cognitive control and alterations in these theta signals are found in multiple psychiatric and neurodevelopmental disorders.[12]

人間の脳波研究では、シータという用語は、その発生源に関係なく、4〜7Hzの範囲の周波数成分を指します。皮質シータは幼児に多く観察され[11]、年長者や成人では、瞑想状態、眠気、催眠状態、睡眠状態に現れる傾向があるが、睡眠の最も深い段階には現れない。内側前頭皮質からのシータは、特に認知制御に関連しており、これらのシータ信号の変化は、複数の精神疾患および神経発達障害に見られる[12]。

midfrontal cortex  内側前頭皮質

用語
研究成果「学ぶほど頭がよくなる仕組みがわかった 」

https://www.u-tokyo.ac.jp/focus/ja/press/p01_170915.html

研究成果「学ぶほど頭がよくなる仕組みがわかった 」

1.タイトル:「学ぶほど頭がよくなる仕組みがわかった」

2.発表概要:

  経験的に、学ぶことで頭をよく使えば、学習能力が高まることが知られているが、この際脳の細胞にどのような変化があるか、詳細について不明であった。マウスの海馬において、今回、学習の際に特徴的に現れる脳回路活動(シータ波)によって、記憶形成を担う海馬新生ニューロンの分化が促進されることがわかった。「学ぶほど頭がよくなる仕組み」の一端を垣間見ることができた。

3.発表内容:
成人の海馬では、どんなに歳をとっても新しくニューロンが生み出されつづけていて、記憶を形づくるはたらきをしている。学習などで、海馬の活動が高まると、新生ニューロンの数が増加することが報告されてきたが、この仕組みについては全く不明であった。東京大学大学院新領域創成科学研究科の久恒辰博助教授および戸塚祐介(大学院生)らのグループは、海馬にシータ波が伝わるとニューロン前駆細胞が刺激され、ニューロンへの分化が促進されることを発見した。この際、最終的には新生ニューロンの数が増加することも証明した

増大特集 学習と記憶――基礎と臨床
海馬神経回路における同期的リズム活動の発生メカニズム
https://webview.isho.jp/journal/detail/abs/10.11477/mf.1416100308

はじめに

 海馬では,動物の行動状況に応じてさまざまな周波数帯域の脳波が観察される。探索行動時やレム睡眠中にはシータ活動(4〜12Hz)やガンマ活動(30〜80Hz)1-3),摂じ行動時やノンレム(徐波)睡眠中には鋭波関連リップル活動(80〜250Hz)が観察される4)。また神経細胞が病的な過興奮状態に陥ると,てんかん発作(3〜5Hz)が誘発される。このような脳波は,ニューロン群が同じタイミングで発火する「同期」と,ニューロン群が形成する律動性すなわち「リズム」による「同期的リズム活動」の反映と考えられる。この同期的リズム活動が動物の行動や脳の状態と密接に連関するという事実は,多数の神経細胞が一斉に律動的に活動することが脳神経回路の基本的な性質であり,これが脳機能の円滑な遂行に重要な役割を果たすことを示唆している。例えば,記憶のシナプスメカニズムのin vitroモデルである海馬LTP(長期増強)がシータ帯域の周波数を利用した刺激により効率的に惹起される5)ことなどからも,記憶・学習のメカニズムにおける同期的リズム活動の生理学的意義が推測できる。また,in vivo自由行動動物において,海馬のリズム活動が空間認知や記憶に本質的に関与していることも,最近明らかにされてきている2,6)。


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May 18, 2023

直感の背後にある脳(腹内側前頭前野)

下記はトウリーディング創始者KC Miller (Seeker)さんのFacebook:https://www.facebook.com/SWIHAからです。下記を読み前頭前野と直感に興味を持ち調べたのが今回の"直感の背後にある脳(腹内側前頭前野)"の投稿です。

#spiritualeye 

霊的な眼

The spiritual eye is in prefrontal lobe of brain.

霊的な目は脳の前頭葉にあります。

As for me, it will forever be my ‘First Front Eye’ responsible the ability to focus, regulate emotions, see and predict the consequences of our thoughts and behaviors! It has been documented that the pre-frontal area process many streams of information instantaneously ? aka our intuition and psychic abilities.

私にとっては、集中する能力、感情をコントロールする能力、思考や行動の結果を見る能力、予測する能力を担う「第一の前頭眼部」が、永遠に私のものです!前頭前野は、多くの情報を瞬時に処理することが証明されており、私たちの直感や超能力とも呼ばれています。

The Brains Behind Intuition

直感の背後にある脳(腹内側前頭前野)

https://www.science.org/content/article/brains-behind-intuition

腹内側前頭前野は、過去の報酬や罰に関する情報を保存するシステムの一部であり、普通の人が直感や「予感」として認識する無意識的な感情反応を引き起こすものだと考えている。

Have a hunch? Maybe you should act on it. Scientists have found key differences in decision-making behavior between normal individuals and those with a certain form of brain damage. The provocative findings, reported in today's issue of Science,* suggest that intuition plays a crucial role in our ability to make smart decisions.

直感がする?その直感に従うべきかもしれません。科学者たちは、正常な人とある種の脳障害を持つ人の間で、意思決定行動に重要な違いがあることを発見しました。この刺激的な研究結果は、本日発行の『サイエンス』誌に掲載され、私たちが賢い意思決定をするためには、直感が重要な役割を果たすことを示唆しています。

decision-making behavior 意思決定行動

A team led by neuroscientist Antonio Damasio of the University of Iowa College of Medicine in Iowa City gave $2000 of play money and four decks of cards to each of 10 normal volunteers and six patients with damage to the ventromedial prefrontal cortex region of their brain, an area thought to be involved in emotions and decision-making. Such patients perform well on intelligence-quotient and memory tests, but often make disastrous financial and personal decisions, and commonly show little emotion.

アイオワ大学医学部の神経科学者アントニオ・ダマシオが率いる研究チームは、10人の健常者ボランティアと、感情や意思決定に関与すると考えられている脳の腹内側前頭前野領域に損傷を受けた患者6人に、それぞれ2000ドルの遊び金と4枚のカードデッキを提供した。このような患者は、知能指数や記憶力のテストでは好成績を収めるが、金銭的・個人的な判断ではしばしば悲惨な目に遭い、一般に感情をあまり表に出さない。

the ventromedial prefrontal cortex 腹内側前頭前野

The subjects were told to turn over cards from any deck and to try to win as much money as possible. They didn't know there were two types of decks. Most cards in the two "bad" decks gave a $100 reward, while a few cards told subjects to hand over large sums. Most cards in the two "good" decks, by contrast, carried rewards of only $50, but the penalty cards were less severe as well. In the long run, choosing cards from the bad decks results in a net loss, and choosing from the good decks gives a net gain.

被験者には、任意の山からカードをめくり、できるだけ多くのお金を獲得するよう指示した。しかし、被験者は2種類のデッキがあることを知らなかった。2つの「悪い」デッキのほとんどのカードは100ドルの報酬を与え、数枚のカードは被験者に大金を渡すように指示しました。一方、「良い」カードは、報酬が50ドルで、ペナルティーカードも少なくなっている。長い目で見ると、悪いカードから選ぶと純損、良いカードから選ぶと純得になる。

The normal individuals early on began to pick more often from the good decks and showed changes in electrical patterns in the skin that accompany changes in emotion. This behavior started well before the subjects could say that picking from the good decks seemed to be a better strategy. The brain-damaged patients, on the other hand, never expressed a hunch that some decks were riskier. Even after they had figured out that the "bad" decks led to an overall loss, they continued to choose from them some of the time.

正常な人は、早い時期から良いデックから選ぶことが多くなり、感情の変化に伴う皮膚の電気パターンの変化が見られた。この行動は、被験者が「良いデッキから選んだ方が良さそうだ」と言うよりずっと前に始まっていた。一方、脳障害者は、あるデッキがより危険であるという直感を示すことはなかった。また、「悪い」デッキが全体の損失につながるとわかった後も、そのデッキから選ぶことがあった。

According to Damasio, the findings suggest that in normal people, nonconscious emotional cues may play a role in decision-making before conscious processes do. He believes the ventromedial prefrontal cortex is part of a system that stores information about past rewards and punishments, and triggers the nonconscious emotional responses that normal people register as intuition or a "hunch." So agrees neuroscientist Read Montague of Baylor College of Medicine in Houston. "Something has collected the statistics ... and starts nudging behavior," Montague says, "all before [the subjects] know what is happening."

ダマシオによれば、この結果は、正常な人の場合、意識的なプロセスよりも先に、無意識的な感情の手がかりが意思決定に関与している可能性を示唆しているという。ダマシオは、腹内側前頭前野は、過去の報酬や罰に関する情報を保存するシステムの一部であり、普通の人が直感や「予感」として認識する無意識的な感情反応を引き起こすものだと考えている。ヒューストンのベイラー医科大学の神経科学者リード・モンタギューはそう同意している。"何かが統計を取り......行動を促し始めた "とモンタギューは述べてます。"すべて(被験者が)何が起こっているかを知る前に "である。

nudging behaviorのことを調べたときに見つけた。

ナッジとは? 意味、例、関連用語、構成要素、有効な場面、基本原則、事例について

https://www.kaonavi.jp/dictionary/nudge/

1.ナッジとは?

ナッジとは、よい選択をするように「そっと後押しする」こと。罰則やインセンティブなど行動を制限したり限定したりせず無意識下に働きかけて、本人が良い選択をできるように後押しします。

ナッジは行動経済学の理論
ナッジ(nudge)は、アメリカのシカゴ大学リチャード・セイラー教授が提唱した行動理論。「nudge」は英語で「軽くひじ先でつつく、背中を押す」ことを意味します。
ナッジの目的は、行動を宣言したり強制したりせずにちょっとしたきっかけを与え、本人が無意識によい選択をするように誘導することです。生活の中でも取り入れられているため、無意識のうちに誘導されている場合もあるでしょう。

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April 23, 2023

4..定期的な実践を促進する戦略:ストレス軽減:アロマセラピー(4-7-8の呼吸伴う精油吸入)・ポリヴェーガル理論(多重迷走神経理論)・ソマティック(身体)体験・トラウマインフォームドアプローチ(4)

Aromatherapy through the lens of trauma-informed care: Stress-reduction practices for healthcare professionals

トラウマ・インフォームド・ケアのレンズを通してアロマセラピーを行う。医療従事者のためのストレス軽減のための実践法

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405452623000046

4. Strategies that promote regular practice

4..定期的な実践を促進する戦略

Potential roadblocks in the healthcare setting include adverse reactions to scent and time constraints.

Adverse reactions to scent can include allergies, reactive airway or asthma exacerbation, and medication-related aversions (e.g., nausea and headaches). To prevent adverse reactions, the use of a personal inhaler or aromatherapy jewelry is recommended in addition to stepping away from others if possible while inhaling aromatics. Using aromatics in lotions and creams in the healthcare setting is not recommended due to the aforementioned reactions but also because they may degrade glove integrity.

医療現場で起こりうる障害には、香りに対する有害反応や時間的制約があります。香りに対する有害反応には、アレルギー、反応性気道や喘息の悪化、薬物関連の嫌悪感(例:吐き気や頭痛)などがあります。副作用を防ぐためには、香りを吸入している間はできるだけ他の人から離れることに加え、個人用吸入器やアロマセラピージュエリーの使用が推奨されます。医療現場でローションやクリームに香りを使用することは、前述の反応だけでなく、手袋の完全性を低下させる可能性があるため、推奨されない。

Time is a limited, precious resource in the healthcare setting. With patient or client demands, it may not be feasible to step back and engage in self-care practices in the workplace. However, as healthcare professionals practice self-care, they will become more self-aware, know when they need to step away from a situation, and advocate for themselves and the need for a pause. Managers should assess their employees and the amount of stress being experienced during the shift and facilitate self-care pauses.

医療現場では、時間は限られており、貴重な資源です。患者や顧客からの要望もあり、職場で一歩引いてセルフケアを行うことは不可能かもしれません。しかし、医療従事者がセルフケアを実践することで、より自覚的になり、いつその状況から離れる必要があるのかがわかり、自分自身と休息の必要性を主張するようになります。管理者は、従業員とシフト中に経験するストレスの量を評価し、セルフケアの休息を促進する必要があります。

Strategies for healthy habit change include beginning with a small goal, using an aroma that is pleasing, and not falling into distress or worry when falling short. Beginning with a small goal such as once-daily use of aromatherapy with a somatic practice is the best way to reach goal attainment. Using aromas that are pleasing foster repeated use, unlike aromas that are unpleasant. Lastly, when a daily practice is missed, do not allow frustration or a failure-mindset to ensue. Acknowledge that you are human, offer yourself grace, and start anew the following day.
The key to healthy habit change is consistency.28

健康的な習慣を変えるための戦略には、小さな目標から始めること、心地よい香りを使用すること、落ち込んだときには極度の不安や心配症にならいことが含まれます。1日1回、アロマテラピーとソマティックの実践を併用するなど、小さな目標から始めることが、目標達成への一番の近道です。不快な香りと違い、心地よい香りを使うことで、繰り返し使用することができます。最後に、毎日の実践ができなかったとき、イライラしたり、失敗を恐れたりしないようにしましょう。人間であることを認識し、自分に恵みを与え、翌日から新たなスタートを切りましょう。健康的な習慣の変化の鍵は、一貫性です28。

Internal cues that can promote engagement in self-care practices include knowing oneself and how the body responds to stress. Anxiety and stress responses can include increased respiratory and heart rates, irritability, sweating, trembling, difficulty focusing, upset stomach, headaches, and fatigue. Taking action and employing self-care strategies upon noticing the first signs of stress in the healthcare workplace is crucial to avoid exacerbation. This is where daily home-practices are most impactful.As previously discussed, aromatic inhalation creates memory linkages or spatiotemporal interactions within the limbic system. When paired with breathing exercises and practiced daily, healthcare professionals can quickly bring themselves from stressed back to calm through muscle memory and limbic system effects.

セルフケアの実践を促す内的な手がかりとして、自分自身を知ること、そしてストレスに対して身体がどのように反応するのかを知ることが挙げられます。不安やストレスの反応には、呼吸数や心拍数の増加、イライラ、発汗、震え、集中力の低下、胃の不調、頭痛、疲労などがあります。医療現場でストレスの兆候に気づいたら、すぐに対処し、セルフケア戦略を採用することが、悪化させないために重要です。そこで効果的なのが、家庭での日常的な取り組みです。先に述べたように、香りの吸入は大脳辺縁系に記憶のつながりや時空間相互作用を生じさせます。呼吸法と組み合わせて毎日実践すれば、マッスルメモリー(筋肉の記憶)と大脳辺縁系の効果によって、医療従事者はストレスから素早く平静を取り戻すことができます。

muscle memory:マッスルメモリーとは筋肉が「鍛えていた当時の状態を記憶している」

External cues that can promote engagement in self-care practices include learned patterns of response in the workplace.When specific days of the week, times of the shift, or particular cases and/or clients have a direct correlation to increased stress, then proactive use of self-care practices are needed. Healthcare professionals should monitor stress-related patterns of response in the workplace and devise a plan to proactively preempt stress. Managers should assess causative factors of high stress periods in the healthcare workplace and work to reduce them. Additionally, managers should support and facilitate employee self-care pauses during the work day.

セルフケアの実践を促進する外的な手がかりとして、職場で学習した反応パターンがあります。特定の曜日、シフトの時間帯、特定の症例および/またはクライアントがストレスの増加と直接的な相関関係がある場合、セルフケアの実践を積極的に使用する必要があります。医療従事者は、職場のストレス関連反応パターンを監視し、ストレスを未然に防ぐための計画を立てるべきである。管理者は、医療職のストレスが高い時期の原因要因を評価し、それを軽減するよう努めるべきである。さらに、管理者は、従業員のセルフケアのための休息時間をサポートし、促進する必要があります。

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January 19, 2023

アマゾン・シャーマン使用のアヤワスカ(植物由来精神活性剤)は安全か?有害事象を集計した新しい研究Science dailyより

アヤワスカは安全か?有害事象を集計した新しい研究

Is ayahuasca safe? New study tallies adverse events

https://www.sciencedaily.com/releases/2022/11/221116150640.htm

adverse events 有害事象

Date: November 16, 2022

Source:PLOS(Public Library of Science):公共科学図書館

Summary:

概要

There is a high rate of adverse physical effects and challenging psychological effects from using the plant-based psychoactive ayahuasca, though they are generally not severe, according to a new study.

植物由来の精神活性剤であるアヤワスカの使用による身体的悪影響と困難な心理的影響が高い確率で見られるが、それらは概して深刻なものではないと、新しい研究が発表された。

FULL STORY

記事全文

There is a high rate of adverse physical effects and challenging psychological effects from using the plant-based psychoactive ayahuasca, though they are generally not severe, according to a new study published this week in the open-access journal PLOS Global Public Health by Daniel Perkins of University of Melbourne, Australia, and colleagues.

植物由来の精神活性物質であるアヤワスカの使用による身体的悪影響や困難な心理的影響が高い確率で存在するが、それらは概して深刻ではないことが、オーストラリア・メルボルン大学のダニエル・パーキンスらによるオープンアクセス誌PLOS Global Public Healthに今週発表された新しい研究により明らかになりました。

Ayahuasca is a South American psychoactive brewed drink used in traditional medicine and ceremony. Its contemporary use has been expanding throughout the world for mental health purposes and for spiritual and personal growth. Although clinical trials and observational studies have examined the potential benefits of ayahuasca, few have analyzed its adverse effects.

アヤワスカは、伝統的な医療や儀式に用いられる南米の精神活性醸造飲料である。現代では、精神衛生上の目的、精神的・個人的な成長のために、世界中でその使用が拡大しています。これまで、臨床試験や観察研究において、アヤワスカの潜在的な有用性が検討されてきましたが、その副作用について分析したものはほとんどありませんでした。

In the new study, the researchers used data from an online Global Ayahuasca survey carried out between 2017 and 2019, involving 10,836 people from more than 50 countries who were at least 18 years old and had used ayahuasca at least once. Information on participants' age, physical and mental health and history and context of ayahuasca use was collected.

今回の研究では、2017年から2019年にかけて実施されたオンラインのGlobal Ayahuasca調査のデータを用い、50カ国以上から18歳以上でアヤワスカを1回以上使用したことがある10,836人を対象に調査を行いました。参加者の年齢、身体的・精神的健康、アヤワスカの使用歴とその背景に関する情報が収集されました。

Overall, acute physical health adverse effects were reported by 69.9% of the sample, with the most common effects being vomiting and nausea (68.2% of participants), headache (17.8%) and abdominal pain (12.8%). Only 2.3% of participants reporting physical adverse events required medical attention for this issue. Among all participants, 55% also reported adverse mental health effects, including hearing or seeing things (28.5%), feeling disconnected or alone (21.0%), and having nightmares or disturbing thoughts (19.2%). However, of all respondents identifying these mental health effects, 87.6% believed they were completely or somewhat part of a positive growth process.

全体として、急性身体的健康有害作用はサンプルの69.9%が報告し、最も一般的な作用は嘔吐と吐き気(参加者の68.2%)、頭痛(17.8%)と腹痛(12.8%)であった。身体的有害事象を報告した参加者のうち、この問題で医師の診察を必要としたのはわずか2.3%でした。また、全参加者のうち55%が、幻聴や幻視(28.5%)、断絶感や孤独感(21.0%)、悪夢や不穏な考え(19.2%)などの精神衛生上の有害事象を報告しています。しかし、これらの精神的な健康への影響を確認した回答者のうち87.6%は、それらがポジティブな成長過程の一部であると完全に、あるいは多少なりとも信じていることが分かりました。

The researchers also identified several factors that predispose people to the adverse physical events, including older age, having a physical health condition or substance use disorder, lifetime ayahuasca use and taking ayahuasca in a non-supervised context.

研究者はまた、高齢であること、身体的健康状態や物質使用障害があること、生涯にわたってアヤワスカを使用すること、指導者のいない状況でアヤワスカを摂取することなど、身体的有害事象に陥りやすいいくつかの要因を特定しました。

The authors make the observation that ayahuasca has notable, although rarely severe, adverse effects according to the standards used for assessing prescription medicines. In that sense, they state that ayahuasca practices can hardly be assessed with the same parameters used for prescription medicines, since the myriad of its effects include challenging experiences that are intrinsic to the experience, some of which are considered as part of its healing process.

著者らは、処方箋医薬品の評価基準に照らし合わせると、アヤワスカには、重篤な副作用はほとんどないが、顕著な副作用があるという見解を示している。その意味で、著者らは、アヤワスカの実践は、処方薬に用いられるのと同じパラメーターで評価することは困難であると述べている。なぜなら、その無数の効果は、体験に内在する困難な経験を含み、その一部はその治癒プロセスの一部とみなされるからである。

The authors add: "Many are turning to ayahuasca due to disenchantment with conventional Western mental health treatments, however the disruptive power of this traditional medicine should not be underestimated, commonly resulting in mental health or emotional challenges during assimilation. While these are usually transitory and seen as part of a beneficial growth process, risks are greater for vulnerable individuals or when used in unsupportive contexts."

しかし、この伝統的な薬の破壊力は過小評価されるべきではなく、同化する過程で精神衛生や感情的な問題が生じるのが一般的である」と著者らは付け加えています。これらは通常一過性のものであり、有益な成長過程の一部と見なされますが、脆弱な個人、またはサポートが得られない状況で使用された場合、リスクはより大きくなります。

用語
アヤワスカ
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%A2%E3%83%A4%E3%83%AF%E3%82%B9%E3%82%AB

アヤワスカ(ケチュア語: Ayahuasca、Ayawaska)は、アマゾン北西部で伝統的に用いられている幻覚剤[1]。ペルーの国家文化遺産[2][3]。狭義には原料のひとつ、南米のアマゾン川流域に自生するキントラノオ科のつる植物のバニステリオプシス・カーピ(以下カーピ)のこと。ハルミンを含むカーピと、ジメチルトリプタミン (DMT) を含む植物を組み合わせる。後者のサイコトリア・ヴィリディス(チャクルーナ)やディプロプテリス・カブレラナ(チャリポンガ、チャクロパンガ)を加え、煮出してこの幻覚性の飲料が作られる。服飲すると、嘔吐を伴う強力な幻覚作用をもたらす。主に先住民族がシャーマニズムの儀式や民間療法、20世紀に創始されたキリスト教系のサント・ダイミなどで宗教儀式に用いる。ハルミンは、可逆性モノアミン酸化酵素A阻害薬 (RIMA) であるため、シャーマンは何年も食事制限を守り、一般の参加者も前後には食事制限が行われ、また薬の相互作用にも注意が必要である。多くのドキュメンタリーが撮影されている。


臨床研究が行われている。治療抵抗性うつ病を対象としたランダム化比較試験 (RCT) では、7日目で寛解率(うつ病ではない比率)36%である[4]。また、アルコール依存やタバコ依存をはじめ薬物依存症を治療する効果が発見されており、アヤワスカを使った薬物依存症の更生施設がブラジル、ペルー、アルゼンチン、ウルグアイ、チリにある[3][5][2]。

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June 13, 2022

モノテルペノイドペリリルアルコール:生物学的障壁を克服するための抗癌剤および媒介物PUBMEDより

The Monoterpenoid Perillyl Alcohol: Anticancer Agent and Medium to Overcome Biological Barriers

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8709132/

モノテルペノイドペリリルアルコール:生物学的障壁を克服するための抗癌剤および媒介物

Pharmaceutics. 2021 Dec; 13(12): 2167.

薬学

Abstract

要旨

Perillyl alcohol (POH) is a naturally occurring monoterpenoid related to limonene that is present in the essential oils of various plants. It has diverse applications and can be found in household items, including foods, cosmetics, and cleaning supplies. Over the past three decades, it has also been investigated for its potential anticancer activity. Clinical trials with an oral POH formulation administered to cancer patients failed to realize therapeutic expectations, although an intra-nasal POH formulation yielded encouraging results in malignant glioma patients. Based on its amphipathic nature, POH revealed the ability to overcome biological barriers, primarily the blood?brain barrier (BBB), but also the cytoplasmic membrane and the skin, which appear to be characteristics that critically contribute to POH’s value for drug development and delivery.

ペリリルアルコール(POH)は、リモネンに関連する天然モノテルペノイドで、さまざまな植物精油に含まれている。その用途は多岐にわたり、食品、化粧品、洗浄剤などの家庭用品にも含まれている。また、過去30年以上にわたって、抗がん作用の可能性が研究されてきました。POHの経口製剤をがん患者さんに投与した臨床試験では、治療効果が期待できませんでしたが、POHの鼻腔内投与製剤は悪性神経膠腫の患者さんで良好な結果を得ることができました。ペリリルアルコールPOHは両親媒性であることから、血液脳関門(BBB)を中心に、細胞質膜や皮膚などの生体関門を乗り越えることができ、このことが薬物開発・送達におけるPOHの価値に決定的に寄与していると思われる。

amphipathic nature 両親媒性

両親媒性分子(りょうしんばいせいぶんし、amphiphilic molecule)は1つの分子内に水(水相)になじむ「親水基」と油(有機相)になじむ「親油基」(疎水基)の両方を持つ分子の総称。界面活性剤などのほか、リン脂質などの生体内分子や両親媒性高分子などがある。ウィキペディアより

cytoplasmic membrane 細胞質膜

In this review, we present the physicochemical properties of POH that underlie its ability to overcome the obstacles placed by different types of biological barriers and consequently shape its multifaceted promise for cancer therapy and applications in drug development.

このレビューでは、さまざまな種類の生体の障壁を克服し、その結果、がん治療と医薬品開発の応用への多面的な可能性を形成するペリリルアルコールの物理化学的特性について紹介する。

We summarized and appraised the great variety of preclinical and clinical studies that investigated the use of POH for intranasal delivery and nose-to-brain drug transport, its intra-arterial delivery for BBB opening, and its permeation-enhancing function in hybrid molecules, where POH is combined with or conjugated to other therapeutic pharmacologic agents, yielding new chemical entities with novel mechanisms of action and applications.

私たちは、鼻腔内送達および鼻から脳への薬物輸送のためのペリリルアルコールPOHの使用、脳関門(BBB)開口のための動脈内送達、およびPOHが他の治療薬理学的薬剤と結合または結合され、新しい作用機序および用途を有する新しい化学的実体を生じるハイブリッド分子におけるその透過増強機能を調査した多種多様な前臨床および臨床研究を要約し、評価した。

drug transport, 薬物輸送
intra-arterial delivery  動脈内送達

Keywords: blood brain barrier; drug formulation; drug hybrids; intra-arterial delivery; intracranial malignancies; intranasal delivery; monoterpene; monoterpenoid; NEO100

キーワード:血液脳関門,薬物製剤,ドラッグハイブリッド,動脈内投与,頭蓋内悪性腫瘍,鼻腔内投与,モノテルペン,モノテルペノイド,NEO100

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June 10, 2022

脳と鼻のインターフェース:ヒトにおける脳脊髄液のクリアランス部位としての可能性

The Brain-Nose Interface: A Potential Cerebrospinal Fluid Clearance Site in Humans

https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fphys.2021.769948/full

脳と鼻のインターフェース:ヒトにおける脳脊髄液のクリアランス部位としての可能性

The human brain functions at the center of a network of systems aimed at providing a structural and immunological layer of protection. The cerebrospinal fluid (CSF) maintains a physiological homeostasis that is of paramount importance to proper neurological activity.

人間の脳は、構造的および免疫学的保護層を提供することを目的としたシステムのネットワークの中心で機能する。脳脊髄液(CSF)は、適切な神経学的活動にとって最も重要な生理学的恒常性を維持します。

CSF is largely produced in the choroid plexus where it is continuous with the brain extracellular fluid and circulates through the ventricles. CSF movement through the central nervous system has been extensively explored.

脳脊髄液(CSFは主に脈絡叢で産生され、そこでは脳細胞外液と連続しており、脳室を通って循環する。中枢神経系を通るCSFの動きは広範囲に研究されてきた。

脈絡叢(みゃくらくそう、英:choroid)は脳脊髄液を産出し、脳室に分泌する重要な器官である。また脈絡叢上皮細胞は毛細血管の血管内皮細胞とともに血液脳脊髄液関門(blood-cerebrospinal fluid barrier、BCSFB)を形成する。ウィキペディアより

brain extracellular fluid 脳細胞外液

Across numerous animal species, the involvement of various drainage pathways in CSF, including arachnoid granulations, cranial nerves, perivascular pathways, and meningeal lymphatics, has been studied. Among these, there is a proposed CSF clearance route spanning the olfactory nerve and exiting the brain at the cribriform plate and entering lymphatics.

多数の動物種にわたって、くも膜顆粒、脳神経、血管周囲経路、および髄膜リンパ管を含むCSFにおける様々な排液経路の関与が研究されている。これらのうち、嗅覚神経にまたがり、脳を出てリンパ管に入る脳脊髄液CSFクリアランス経路が提案されている。

arachnoid granulations クモ膜顆粒
cranial nerves 脳神経
perivascular 血管周囲性
meningeal lymphatics 髄膜リンパ管
ドレナージ,2.排液[法],3.(静脈)導出

While this pathway has been demonstrated in multiple animal species, evidence of a similar CSF egress mechanism involving the nasal cavity in humans remains poorly consolidated.

その中で、嗅神経を経由して篩骨板で脳を出てリンパ管に入る髄液クリアランス経路が提案されている。この経路は複数の動物種で実証されているが、ヒトにおいて鼻腔が関与する同様の髄液排出メカニズムが存在するという証拠はまだ十分に固まっていない。

This review will synthesize contemporary evidence surrounding CSF clearance at the nose-brain interface, examining across species this anatomical pathway, and its possible significance to human neurodegenerative disease.

このレビューでは、鼻と脳のインターフェイスにおけるCSFクリアランスを取り巻現代的な証拠を統合し、種を超えてこの解剖学的経路と、ヒト神経変性疾患に対するその可能性のある意義を調べる。

neurodegenerative disease.  神経変性疾患

Our discussion of a bidirectional nasal pathway includes examination of the immune surveillance in the olfactory region protecting the brain. Overall, we expect that an expanded discussion of the brain-nose pathway and interactions with the environment will contribute to an improved understanding of neurodegenerative and infectious diseases, and potentially to novel prevention and treatment considerations.

双方向の鼻経路に関する我々の議論には、脳を保護する嗅覚領域における免疫監視の検討が含まれる。全体として、脳・鼻経路および環境との相互作用に関する議論の拡大が、神経変性疾患および感染症の理解の向上、および潜在的に新しい予防法および治療の考慮事項に寄与すると期待する。

immune surveillance 免疫監視

Keywords: Alzheimer’s disease; CSF; cribriform plate; neurodegeneration; neuroimaging.

アルツハイマー病(AD)、脳脊髄液(CSF)、パーキンソン病(PD)、ハンチントン病、および筋委縮性側索硬化症(ALS)

下記の文献は上記記事の一部です。

嗅覚排出経路の脊髄液のタンパク質を調べれば神経変性疾患のバイオマーカーになるようです。

Study of the olfactory drainage route for CSF in humans may permit measurement of brain specific biomarkers in nasal exudates, including neuronal proteins, such as tau protein, and may increase the sensitivity for identification of prostaglandin D2 synthase (β-trace protein), an established CSF-leak marker (PMID: 27614217).

ヒトにおける髄液の嗅覚排出経路の研究により、タウタンパク質などの神経細胞タンパク質を含む鼻腔滲出液中の脳特異的バイオマーカーの測定が可能になり、確立した髄液漏出マーカーであるプロスタグランジンD2合成酵素(β-痕跡タンパク質)の特定感度が高まる可能性があります(PMID: 27614217)。

biomarkersバイオマーカーは特定の病状や生命体の状態の指標である。


High Correlation among Brain-Derived Major Protein Levels in Cerebrospinal Fluid: Implication for Amyloid-Beta and Tau Protein Changes in Alzheimer's Disease

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35448543/


脳脊髄液中の脳由来主要蛋白質濃度の高い相関:アルツハイマー病におけるアミロイドベータおよびタウ蛋白質の変化との関連性

Abstract

要旨

The cerebrospinal fluid (CSF) plays an important role in homeostasis of the brain. We previously demonstrated that major CSF proteins such as lipocalin-type prostaglandin D2 synthase (L-PGDS) and transferrin (Tf) that are biosynthesized in the brain could be biomarkers of altered CSF production. Here we report that the levels of these brain-derived CSF proteins correlated well with each other across various neurodegenerative diseases, including Alzheimer's disease (AD).

脳脊髄液(CSF)は、脳の恒常性維持に重要な役割を果たしています。私たちは以前、脳内で生合成されるリポカリン型プロスタグランジンD2合成酵素(L-PGDS)やトランスフェリン(Tf)などの主要なCSFタンパク質が、CSF産生の変化のバイオマーカーである可能性があることを実証した。ここでは、これらの脳由来CSFタンパク質のレベルが、アルツハイマー病(AD)を含む様々な神経変性疾患にわたって互いによく相関していることを報告する。

用語
免疫監視
https://www.mext.go.jp/component/a_menu/science/detail/__icsFiles/afieldfile/2010/12/22/1300741_019.pdf


(1) 研究領域の目的及び意義 免疫監視(immune surveillance)という概念は、1960年代に Burnet によってはじめて提唱された概念であ る。この概念は、「癌細胞を見つけ出しそれを排除して生体の恒常性を維持するための免疫系による監視」という仮 説から出発し、現在では、「時間的空間的に緻密にプログラムされた、個体の恒常性(homeostasis) 維持と保全のた めに必須の免疫系による security system である」と考えられている。近年のゲノム科学や免疫学研究の飛躍的な 進歩にもかかわらず、この免疫学の中心的概念は依然としてその全貌は明らかにされていない。それは、この概念 が免疫系の根本的な機能であることから、免疫現象が分子、細胞、個体レベルで解き明らかにされて初めて取り組むことの出来るテーマであるからと考えられる。

リポカリン型プロスタグランジン D 合成酵素の リガンド相互作用解析
https://www.netsu.org/JSCTANetsuSokutei/pdfs/44/44-3-108.pdf

リポカリン型プロスタグランジンD合成酵素(L-PGDS) は,哺乳類の脳内や心臓に多く存在しており,睡眠誘発物質であるプロスタグランジン D2(PGD2)を合成するだけ でなく,その他種々の疎水性低分子の輸送に関わっている 多機能タンパク質である。また,L-PGDS が属するリポカ リンファミリーのタンパク質は,近年,抗体に次ぐ工学的 に有望な分子認識鋳型として注目されている。

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