Alpha Peak Frequency - APFکه به‌ عنوان فرکانس غالب فعالیت EEG در باند آلفا شناخته می‌شود، یکی از شاخص‌های کلیدی برای ارزیابی عملکرد مغز است. جالب است که این فرکانس در نواحی مختلف مغز متفاوت است؛ مخصوصاً بین نواحی frontal، parietal و occipital متفاوت است.

در نقشه مغزی مغز سالم، معمولاً یک گرادیان APF به صورت frontal، parietal دیده می‌شود (مثلاً حدود 11 هرتز در قشر بینایی در برابر 8–9 هرتز در قسمت frontal). این مقاله توضیح می‌دهد که در تفسیر نقشه مغزی هر کدام از این فرکانس‌های ناحیه‌ای از نظر نورولوژیکی نشان‌ دهنده چه هستند، چرا وجود این گرادیان اهمیت دارد و انحراف از آن می‌تواند نشان‌ دهنده چه اختلالاتی مثل diffuse cortical slowing، پیری یا اختلال در ارتباط شبکه‌ای باشد.

همچنین به یافته‌های جدیدی اشاره شده که تعامل دینامیک بین ریتم‌های APF ناحیه frontal وparietal  را بررسی کرده‌اند از جمله لحظاتی که این فرکانس‌ها به‌ طور موقتی به هم نزدیک می‌شوند تا امواج مغزیِ در حال حرکت (traveling brain waves) را امکان ‌پذیر سازند.

Neural Basis APF ناحیه frontal در مقابل parietal

APF ناحیه parietal عمدتاً منعکس‌ کننده ریتم غالب تولید شده توسط مدارهای قشر thalamo-cortical است، که به عنوان posterior dominant rhythm شناخته می‌شود. این ریتم با برانگیختگی قشر بینایی، هشیاری و سرعت پردازش حسی مرتبط است.

در ساختار مغز، فرکانس‌های اوج بالاتر در نواحی parietal با ضخامت کمتر قشر و حلقه‌های قشری-تالاموسی کوتاه‌تر همبستگی دارند که با نوسانات سریع‌تر در نواحی حسی اولیه هماهنگ است.

در مقابل،APF  ناحیه frontal معمولاً فرکانس پایین‌تری دارد و نشان‌ دهنده‌ی فعالیت مدارهای prefrontal cortex است که اطلاعات را در بازه‌های زمانی طولانی‌تری یکپارچه می‌کنند. نواحی frontal ضخامت قشری و اتصال ‌پذیری بیشتری دارند، و ریتم آلفای کندتر در این نواحی نمایانگر longer temporal integration window است.

در واقع، سلسله ‌مراتب مغز در فرکانس‌های APF بازتاب یافته است: نواحی parietal با سرعت بیشتر نوسان دارند (برای پردازش سریع حسی)، در حالی که نواحی frontal کندتر نوسان می‌کنند تا از پردازش‌های پیچیده‌تر پشتیبانی کنند.

گرادیان طبیعی parietal > frontal

در بزرگسالان سالم، فرکانس APF از پشت به جلوی سر به ‌تدریج کاهش می‌یابد. به‌ عنوان مثال،APF  در قشر parietal ممکن است حدود 10–11 هرتز باشد، در حالی که در قشر frontal حدود 2–3 هرتز کمتر است. این گرادیان یک الگوی نرمال و نشان‌ دهنده‌ی سازمان ‌یافتگی سلسله‌ مراتبی در عملکرد مغز است.

تفاوت قابل‌ توجه بین APF ناحیه parietal و frontal نشانه‌ای از سلامت عملکرد مغزی است. این وضعیت نشان می‌دهد که شبکه‌های حسی-بینایی با فرکانس بهینه نوسان دارند، و شبکه‌های اجرایی frontal با سرعت پایین‌تری اما مشخص عمل می‌کنند.

در مقابل، از بین رفتن یا معکوس شدن این گرادیان) مثلاً APF ناحیه frontal برابر یا حتی بیشتر از parietal شود(، در افراد بیدار و سالم غیر معمول است و نیاز به بررسی دارد.

وقتی گرادیان منحرف می‌شود: اهمیت بالینی

انحراف از گرادیان طبیعی APF می‌تواند نشانه‌ای از اختلال عملکرد مغز یا تغییرات ناشی از پیری باشد. چند نمونه:

Diffuse Cortical Slowing: در شرایطی مثل آنسفالوپاتی generalized response یا کاهش هشیاری، کل ریتم APF کند می‌شود. فرکانس غالب parietal ممکن است وارد محدوده تتا شود (حدود 7–8 هرتز یا کمتر) و گرادیان معمولی را از بین ببرد.

Aging-Related Decline: در روند سالمندی، فرکانس آلفا به‌ تدریج کندتر می‌شود، مخصوصاً در نواحی frontal. این وضعیت می‌تواند با افت عملکرد شناختی مانند حافظه کاری همراه باشد.

Altered Network Communication: در بیماری‌های روانی مثل اسکیزوفرنی یا زوال عقل، ممکن است گرادیان APF تغییر کند یا از بین برود، که بیشتر ناشی از کُندی در نواحیparietal  است. این حالت معمولاً نشانه‌ی ناهماهنگی در شبکه‌های قشری-تالاموسی است.

در عمل، اگر APF ناحیه frontal به APF ناحیهparietal  نزدیک یا حتی از آن بیشتر شود، معمولاً نشان‌ دهنده‌ی کُندی پاتولوژیک در ناحیهparietal  است و نه افزایش سرعت در frontal.

تعامل دینامیک: همگرایی آلفای frontal و parietal

رابطه بین APF نواحی frontal وparietal  همواره ثابت نیست. پژوهش‌ها نشان داده‌اند که در حالت استراحت، این دو فرکانس می‌توانند موقتی به یکدیگر نزدیک شوند و حالت یکنواخت ایجاد کنند، که به شکل‌ گیری امواج مغزی در حال حرکت کمک می‌کند.

در این حالت، دو نوع الگوی موج مشاهده شده است:

موج ازparietal  به frontal: اطلاعات feedforward

موج از frontal به parietal: اطلاعات feedback

این حالت‌های هم‌ فرکانس به مغز امکان می‌دهند ارتباط phase-locked در سراسر قشر مغز برقرار کند و به بهینه‌ سازی عملکرد شناختی کمک کند.

استفاده بالینی از مقایسهAPF  ناحیهfrontal  و parietal

پزشکان می‌توانند از این مقایسه در موارد زیر استفاده کنند:

ارزیابی پایه‌ای Baseline Evaluations: اگر APF ناحیه parietal به‌طور غیر طبیعی پایین باشد و تفاوت کمی با frontal داشته باشد، می‌تواند نشان‌ دهنده آنسفالوپاتی یا پیری پیشرفته باشد.

پایش تغییرات در طول زمان Tracking Changes Over Time: کاهش تدریجی APF ناحیه parietal ممکن است نشان‌ دهنده پیشرفت زوال شناختی باشد. برعکس، افزایش APF پس از بهبود می‌تواند نشانه‌ی بازیابی عملکرد مغز باشد.

هدایت مداخلات Guiding Interventions: در نوروفیدبک یا تحریک مغزی، دانستن APF می‌تواند به شخصی ‌سازی پروتکل کمک کند. مثلاً در اضطراب ممکن است APF ناحیه parietal بسیار بالا باشد، یا در ADHD، افزایش APF ناحیه frontal پس از مصرف دارو می‌تواند نشان ‌دهنده پاسخ مثبت باشد.

نمایش APF در  QEEGhome

خروجی نرم‌افزار QEEGhome فرکانس اوج APF را برای نواحی frontal و parietal در دو حالتEyes Closed  و Eyes Open نمایش می‌دهد.

مثلاً:

در حالت Eyes Closed: APF  ناحیه frontal ≈ 9.1 هرتز،APF  ناحیه parietal ≈ 11.4 هرتز

در حالت Eyes Open: کمی کاهش می‌یابد ولی گرادیان طبیعی حفظ می‌شود

در سامانه QEEGhome، مقدار APF با دقت بالا و با استفاده از میانگین‌ گیری از خوشه‌های الکترودی ناحیه‌ای محاسبه می‌شود و به ‌صورت سریع نشان می‌دهد که آیا APF فرد پایین‌تر، در محدوده نرمال، یا بالاتر از حد نرمال قرار دارد.