คลื่นอัลฟาหรือจังหวะอัลฟาคือการสั่นของระบบประสาทในช่วงความถี่ 8–12 เฮิรตซ์^{[ 1 ] [ 2 ]}ซึ่งน่าจะเกิดจากกิจกรรมทางไฟฟ้าของเซลล์ประสาทในเปลือกสมองส่วนหน้าที่ มีการซิงโครนัสและสอดคล้องกัน ( ในเฟส หรือเสริมกัน) ซึ่งอาจเกี่ยวข้องกับ เซลล์สร้างจังหวะของทาลามัส ในอดีต คลื่นเหล่านี้ยังถูกเรียกว่า "คลื่นของเบอร์เกอร์" ตามชื่อของฮันส์ เบอร์เกอร์ผู้ที่อธิบายคลื่นเหล่านี้เป็นครั้งแรกเมื่อเขาคิดค้นEEGในปี 1924 ^{[ 3 ]}

คลื่นอัลฟาเป็น คลื่นสมองชนิดหนึ่งที่ตรวจพบได้ด้วย วิธี การทางสรีรวิทยาไฟฟ้าเช่นการตรวจคลื่นไฟฟ้าสมอง (EEG) หรือการตรวจคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าสมอง (MEG) และสามารถวัดปริมาณได้โดยใช้สเปกตรัมกำลังและการแสดงกำลัง ตามเวลาและความถี่ ^{[ 4 ]}เช่นการตรวจคลื่นไฟฟ้าสมองเชิงปริมาณ (qEEG) โดยส่วนใหญ่จะบันทึกได้ในบริเวณสมองส่วนข้างขมับและท้ายทอยและเป็นจังหวะสมองที่เก่าแก่ที่สุดที่บันทึกได้ในมนุษย์^{[ 5 ]}สามารถสังเกตคลื่นอัลฟาได้ในขณะตื่นตัวอย่างผ่อนคลาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อไม่มีกิจกรรมทางจิต ในสภาวะที่หลับตา คลื่นอัลฟาจะเด่นชัดในบริเวณข้างขมับการประมวลผลความสนใจหรือภารกิจทางปัญญาจะลดทอน (ลดลง) คลื่นอัลฟา^{[ 6 ]}

ในอดีต เชื่อกันว่าคลื่นอัลฟาแสดงถึงสมองในสภาวะพักผ่อน เนื่องจากมีความแรงสูงสุดในช่วงพักผ่อนและตื่นตัวอย่างสงบ เมื่อไม่นานมานี้ พบว่าการสั่นของคลื่นอัลฟาเพิ่มขึ้นในงานที่ต้องการพลังงานสูงซึ่งไม่จำเป็นต้องใช้ข้อมูลภาพ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การสั่นของคลื่นอัลฟาจะเพิ่มขึ้นในระหว่างการรักษา (การเก็บรักษา) ข้อมูลที่นำเสนอทางสายตา^{[ 7 ] [ 8 ]}ผลการค้นพบเหล่านี้ส่งผลให้เกิดแนวคิดที่ว่าการสั่นของคลื่นอัลฟาจะยับยั้งบริเวณของเปลือกสมองที่ไม่ได้ใช้งาน^{[ 9 ]}และมีบทบาทสำคัญในการประสานงานและการสื่อสารของเครือข่าย^{[ 10 ]}ไม่ว่าจะเป็นการยับยั้งหรือมีบทบาทสำคัญในความสนใจ อาจเชื่อมโยงกับทิศทางการแพร่กระจาย เป็นไปได้ว่าคลื่นที่แพร่กระจายจากบนลงล่างจะยับยั้ง ในขณะที่คลื่นที่แพร่กระจายไปข้างหน้าสะท้อนถึงกระบวนการความสนใจจากล่างขึ้นบนทางสายตา^{[ 11 ]}แต่เรื่องนี้ยังคงเป็นหัวข้อการวิจัยที่กำลังดำเนินอยู่

จังหวะอัลฟ่าของมนุษย์มีแหล่งกำเนิดที่แข็งแกร่งในบริเวณข้างขมับและท้ายทอย^{[ 12 ] [ 13 ]}ซึ่งสามารถสอดคล้องกับแหล่งกำเนิดในพัลวินาร์และนิวเคลียสเจนิคิวเลตด้านข้างได้ [ ^{14 ] พวก}มันถูกสร้างขึ้นในบริเวณนีโอคอร์เทกซ์อื่นๆ ด้วยเช่นกัน การสั่นในแถบอัลฟ่าที่เรียกว่าคลื่นมิวสามารถพบได้ทั่ว คอ ร์เทกซ์มอเตอร์หลัก^{[ 15 ]}จากการศึกษาด้วยอิเล็กโทรดหลายตัวที่ดำเนินการในไพรเมตที่ไม่ใช่มนุษย์ พบว่าการสั่นของอัลฟ่าแพร่กระจายไปทั่วนีโอคอร์เทกซ์^{[ 16 ]}

การศึกษาหนึ่งรายงานว่าอัลฟาของคอร์เทกซ์นำหน้าอัลฟาของพัลวินาร์ (ทาลามัส) ซึ่งท้าทายทฤษฎีที่แพร่หลายเกี่ยวกับตัวกำหนดจังหวะของทาลามัส จากการบันทึกภายในกะโหลกศีรษะในผู้ป่วยโรคลมชัก รายงานว่าอัลฟาทำหน้าที่ภายในระบบประสาทโดยการแพร่กระจายจากคอร์เทกซ์ไปยังทาลามัส^{[ 17 ]}ยังคงต้องพิจารณาว่าผลการค้นพบเหล่านี้สามารถนำไปใช้กับผู้เข้าร่วมที่มีสุขภาพดีได้หรือไม่

แบบจำลองเชิงทดลองและเชิงคำนวณที่ Traub RD และคณะสำรวจนั้น ชี้ให้เห็นถึงต้นกำเนิดเฉพาะของคอร์เทกซ์- ลามินา- และเซลล์ประสาทหลักย่อยสำหรับจังหวะอัลฟาทางสายตา^{[ 18 ]}

จากการตรวจสอบผู้ป่วยที่มีความบกพร่องทางการมองเห็นแต่กำเนิด พบว่าการมีเส้นทางการมองเห็นที่มีประสิทธิภาพและสมบูรณ์เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการพัฒนารูปแบบกิจกรรม EEG ปกติ^{[ 19 ]}คลื่นนี้เริ่มปรากฏขึ้นเมื่ออายุประมาณสี่เดือน และในตอนแรกมีความถี่ 4 คลื่นต่อวินาที คลื่นอัลฟ่าที่สมบูรณ์ซึ่งมีความถี่ 10 คลื่นต่อวินาที จะเกิดขึ้นอย่างมั่นคงเมื่ออายุ 3 ปี งานวิจัยอื่น ๆ พบว่าความถี่ของคลื่นอัลฟ่าเพิ่มขึ้นจากประมาณ 9 เฮิรตซ์เมื่ออายุ 5 ปี เป็นประมาณ 12 เฮิรตซ์ในผู้ที่มีอายุ 21 ปี การเปลี่ยนแปลงนี้เชื่อมโยงกับการเปลี่ยนแปลงในรังสีประสาทตาและมีความสัมพันธ์กับการรับรู้ทางสายตาที่ดีขึ้น^{[ 13 ]}คลื่นอัลฟ่าอาจช้าลงหลังจากความเสียหายของระบบประสาท เช่นที่เกิดขึ้นในภาวะสมองเสื่อมจากตับ^{[ 20 ]}

นักวิจัยบางกลุ่มตั้งสมมติฐานว่าคลื่นอัลฟามีอย่างน้อยสองรูปแบบ ซึ่งอาจมีหน้าที่แตกต่างกันในวงจรการตื่นและการนอนหลับ

คลื่นอัลฟาปรากฏอยู่ในช่วงต่างๆ ของวงจรการตื่น-หลับ^{[ 21 ]}ช่วงที่มีการวิจัยมากที่สุดคือช่วงที่จิตใจผ่อนคลาย ซึ่งผู้ถูกทดลองอยู่ในสภาวะพักผ่อนโดยหลับตา แต่ไม่ได้เหนื่อยล้าหรือหลับสนิท กิจกรรมอัลฟานี้มีศูนย์กลางอยู่ที่^กลีบสมองส่วนท้าย [ ^{22 ] [ 23 ]}แม้ว่าจะมีการคาดการณ์ว่ามีต้นกำเนิดมาจากทาลามัส ก็ตาม ^{[ 24 ]}

การเกิดคลื่นอัลฟาครั้งที่สองเกิดขึ้นระหว่างการนอนหลับแบบ REMซึ่งแตกต่างจากคลื่นอัลฟาในขณะตื่น คลื่นอัลฟาในระหว่างการนอนหลับแบบ REM จะอยู่บริเวณส่วนกลางด้านหน้าของสมอง จุดประสงค์ของคลื่นอัลฟาในระหว่างการนอนหลับแบบ REM ยังไม่เป็นที่เข้าใจอย่างถ่องแท้ ปัจจุบันมีข้อโต้แย้งว่ารูปแบบของคลื่นอัลฟาเป็นส่วนปกติของการนอนหลับแบบ REM และมีข้อโต้แย้งว่ามันบ่งชี้ถึงช่วงเวลากึ่งตื่น มีการเสนอแนะว่าคลื่นอัลฟานี้มีความสัมพันธ์ผกผันกับความดันในการนอนหลับแบบ REM

เป็นที่เชื่อกันมานานแล้วว่าคลื่นอัลฟาบ่งชี้ถึงช่วงเวลาตื่นตัวระหว่างการนอนหลับ โดยอ้างอิงจากการศึกษาที่ผู้ถูกทดลองรายงานว่านอนหลับไม่สนิทและมีบันทึก EEG ที่รายงานระดับการแทรกซึมของคลื่นอัลฟาในระหว่างการนอนหลับในระดับสูง ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าการแทรกซึมของคลื่นอัลฟา^{[ 25 ]}อย่างไรก็ตาม เป็นไปได้ว่าคำอธิบายเหล่านี้อาจทำให้เข้าใจผิดได้ เนื่องจากมุ่งเน้นเฉพาะคลื่นอัลฟาที่สร้างขึ้นจากกลีบสมองส่วนท้ายทอยเท่านั้น

การทำสมาธิ แบบมีสติได้รับการพิสูจน์แล้วว่าช่วยเพิ่มพลังงาน คลื่นอัลฟา ในทั้งผู้ที่มีสุขภาพดีและผู้ป่วย^{[ 26 ]}ผู้ปฏิบัติการทำสมาธิแบบทรานส์เซนเดนทัลได้แสดงให้เห็นถึงการลดลงของความถี่คลื่นอัลฟาหนึ่งเฮิรตซ์เมื่อเทียบกับกลุ่มควบคุม^{[ 27 ]}

การแทรกของคลื่นอัลฟาเกิดขึ้นเมื่อคลื่นอัลฟาปรากฏขึ้นพร้อมกับการนอนหลับที่ไม่ใช่ REM ในขณะที่คาดว่าจะมีการทำงานของคลื่นเดลต้า มีสมมติฐานว่าเกี่ยวข้องกับ ไฟโบรไมอัล เจียโดยกิจกรรมการนอนหลับแบบอัลฟาที่เพิ่มขึ้นมีความสัมพันธ์กับอาการทางคลินิกของไฟโบรไมอัลเจีย เช่น ระยะเวลาของอาการปวดที่ยาวนานขึ้น^{[ 28 ]}

ถึงกระนั้น การแทรกซึมของคลื่นอัลฟาไม่ได้มีความเชื่อมโยงอย่างมีนัยสำคัญกับความผิดปกติของการนอนหลับ ที่สำคัญใดๆ รวมถึงกลุ่มอาการอ่อนเพลียเรื้อรังและภาวะซึมเศร้าขั้นรุนแรงอย่างไรก็ตาม เป็นเรื่องปกติในผู้ป่วยที่มีอาการอ่อนเพลียเรื้อรัง และอาจทำให้ผลกระทบของความผิดปกติของการนอนหลับอื่นๆ รุนแรงขึ้น^{[ 29 ]}

จากแนวคิดเรื่องการขาดความใส่ใจนี้ การศึกษาล่าสุดชี้ให้เห็นว่าคลื่นอัลฟาอาจใช้ในการทำนายความผิดพลาดได้ ในการศึกษานี้ MEG วัดการเพิ่มขึ้นของกิจกรรมคลื่นสมองอัลฟาได้มากถึง 25% ก่อนที่จะเกิดความผิดพลาด การศึกษานี้ใช้สามัญสำนึก: คลื่นอัลฟาบ่งบอกถึงความเฉื่อยชา และความผิดพลาดมักเกิดขึ้นเมื่อบุคคลกำลังทำบางสิ่งบางอย่างโดยอัตโนมัติ หรือ "อยู่ในโหมดอัตโนมัติ" และไม่ใส่ใจกับงานที่กำลังทำอยู่ หลังจากที่ผู้ถูกทดลองสังเกตเห็นความผิดพลาดแล้ว คลื่นอัลฟาจะลดลงเนื่องจากผู้ถูกทดลองเริ่มให้ความสนใจมากขึ้น การศึกษานี้หวังที่จะส่งเสริมการใช้เทคโนโลยี EEG ไร้สายกับพนักงานในสาขาที่มีความเสี่ยงสูง เช่น การควบคุมการจราจรทางอากาศ เพื่อตรวจสอบกิจกรรมคลื่นอัลฟาและวัดระดับความใส่ใจของพนักงาน^{[ 30 ]}

การศึกษาวิจัยแสดงให้เห็นว่าการปรากฏของจังหวะอัลฟาขณะลืมตาสามารถทำนายการประมวลผลข้อมูลภาพในหน่วยความจำใช้งานได้^{[ 31 ]}พบว่าช่วงเวลาที่กิจกรรมอัลฟาปรากฏขึ้นนั้นขึ้นอยู่กับประเภทของสิ่งเร้าในหน่วยความจำและจำนวนลักษณะภาพ (สี รูปร่าง ฯลฯ) ที่จำเป็นต้องเก็บไว้ในหน่วยความจำ ผู้เขียนแนะนำว่าการปรากฏของจังหวะอัลฟาขณะลืมตาอาจบ่งชี้ถึงการปิดการประมวลผลข้อมูลภาพชั่วคราวในคอร์เทกซ์การมองเห็นหลักในขณะที่ผู้ถูกทดลองวิเคราะห์ภาพในหน่วยความจำภาพ ในช่วงเวลาเหล่านี้ ข้อมูลจะถูกประมวลผลในบริเวณเชื่อมโยงของคอร์เทกซ์การมองเห็น (บริเวณ hV4, V3v, VO1, VO2) ^{[ 32 ]}

การศึกษาชิ้นหนึ่งชี้ให้เห็นว่า "รูปแบบการกระพริบของภาพเพื่อปรับจังหวะการทำงานของสมองแต่ละบุคคลให้เข้ากับจังหวะของตนเอง (เช่น ความถี่อัลฟาสูงสุด)" สามารถส่งผลให้การเรียนรู้การรับรู้ทางสายตาเร็วขึ้นอย่างมากและคงอยู่ได้ในวันถัดไปหลังจากการฝึกฝน

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การเหนี่ยวนำช่วยเร่งการเรียนรู้ในงานจำแนกเพื่อตรวจจับเป้าหมายที่ฝังอยู่ในสิ่งรบกวนพื้นหลังหรือเพื่อระบุรูปแบบ Glass แบบรัศมีเทียบกับแบบวงกลมที่ฝังอยู่ในเสียงรบกวน เมื่อเทียบกับการเหนี่ยวนำที่ไม่ตรงกับความถี่อัลฟ่าของแต่ละบุคคล^{[ 33 ]}

คลื่นอัลฟาถูกค้นพบโดยฮันส์ เบอร์เกอร์นักประสาทวิทยา ชาวเยอรมัน ผู้คิดค้นเครื่องตรวจคลื่นไฟฟ้าสมอง (EEG) คลื่นอัลฟาเป็นหนึ่งในคลื่นกลุ่มแรกๆ ที่เบอร์เกอร์บันทึกไว้ พร้อมกับคลื่นเบตาและเขาสนใจใน "การปิดกั้นคลื่นอัลฟา" ซึ่งเป็นกระบวนการที่คลื่นอัลฟาลดลงและคลื่นเบตาเพิ่มขึ้นเมื่อผู้ถูกทดสอบลืมตา ความแตกต่างนี้ทำให้คลื่นอัลฟาได้รับชื่อเรียกอีกชื่อหนึ่งว่า "คลื่นของเบอร์เกอร์"

เบอร์เกอร์ได้รับแรงบันดาลใจจากนักสรีรวิทยาชาวยูเครนวลาดิมีร์ ปราวดิช-เนมินสกีซึ่งใช้เครื่องวัดกระแสไฟฟ้าแบบสายเพื่อสร้างภาพกิจกรรมทางไฟฟ้าของสมองสุนัข โดยใช้เทคนิคที่คล้ายคลึงกัน เบอร์เกอร์ยืนยันการมีอยู่ของกิจกรรมทางไฟฟ้าในสมองมนุษย์ เขาเริ่มต้นด้วยการกระตุ้นผู้ป่วยในโรงพยาบาลที่มีความเสียหายที่กะโหลกศีรษะและวัดกิจกรรมทางไฟฟ้าในสมองของพวกเขา ต่อมาเขาหยุดวิธีการกระตุ้นและเริ่มวัดวงจรไฟฟ้าที่เป็นจังหวะตามธรรมชาติในสมอง จังหวะตามธรรมชาติแรกที่เขาบันทึกไว้คือสิ่งที่ต่อมาจะรู้จักกันในชื่อคลื่นอัลฟา เบอร์เกอร์มีความละเอียดถี่ถ้วนและพิถีพิถันในการรวบรวมข้อมูล แต่ถึงแม้จะมีความฉลาดหลักแหลม เขาก็ยังไม่มั่นใจพอที่จะเผยแพร่การค้นพบของเขาจนกระทั่งอย่างน้อยห้าปีหลังจากที่เขาทำการค้นพบนั้น ในปี 1929 เขาได้ตีพิมพ์ผลการค้นพบครั้งแรกเกี่ยวกับคลื่นอัลฟาในวารสารArchiv für Psychiatrieในตอนแรกเขาถูกเยาะเย้ยเกี่ยวกับเทคนิค EEG และการค้นพบคลื่นอัลฟาและเบตาในเวลาต่อมาของเขา เทคนิคและการค้นพบของเขาไม่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางในวงการจิตวิทยาจนกระทั่งปี 1937 เมื่อเขาได้รับการอนุมัติจากนักสรีรวิทยาชื่อดังลอร์ดเอเดรียนซึ่งให้ความสนใจเป็นพิเศษกับคลื่นอัลฟา^{[ 34 ]}

คลื่นอัลฟ่ากลับมาได้รับความสนใจอีกครั้งในช่วงต้นทศวรรษ 1960 และ 1970 ด้วยการสร้าง ทฤษฎี ไบโอฟีดแบ็กที่เกี่ยวข้องกับคลื่นสมอง (ดูด้านล่าง) ไบโอฟีดแบ็กดังกล่าว ซึ่งเรียกอีกอย่างว่านิวโรฟีดแบ็กที่เกี่ยวข้องกับคลื่นอัลฟ่า คือ การกระตุ้นให้เกิดคลื่นสมองอัลฟ่าโดยเจตนาของบุคคล นักวิจัยสองคนในสหรัฐอเมริกาได้สำรวจแนวคิดนี้ผ่านการทดลองที่ไม่เกี่ยวข้องกัน โจ คามิยะ จากมหาวิทยาลัยชิคาโก ค้นพบว่าบางคนมีความสามารถในการรับรู้เมื่อพวกเขากำลังสร้างคลื่นอัลฟ่า และสามารถเพิ่มกิจกรรมอัลฟ่าของตนได้ บุคคลเหล่านี้ได้รับการกระตุ้นผ่านระบบให้รางวัลจากคามิยะ ผู้ริเริ่มไบโอฟีดแบ็กคนที่สองคือ แบร์รี สเตอร์แมน จากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ลอสแอนเจลิส เขาทำงานเกี่ยวกับการตรวจสอบคลื่นสมองในแมว และพบว่า เมื่อแมวได้รับการฝึกให้ระงับการเคลื่อนไหว พวกมันจะปล่อยคลื่น SMR หรือคลื่นมิวซึ่งเป็นคลื่นที่คล้ายกับคลื่นอัลฟ่า โดยใช้ระบบให้รางวัล เขาได้ฝึกแมวเหล่านี้เพิ่มเติมเพื่อให้เข้าสู่สภาวะนี้ได้ง่ายขึ้น ต่อมา เขาได้รับการติดต่อจากกองทัพอากาศสหรัฐฯ ให้ทดสอบผลกระทบของเชื้อเพลิงเครื่องบินชนิดหนึ่งที่ทราบกันดีว่าทำให้เกิดอาการชักในมนุษย์ สเตอร์แมนทดสอบผลกระทบของเชื้อเพลิงนี้กับแมวที่ได้รับการฝึกฝนมาก่อน และพบว่าแมวเหล่านั้นมีความต้านทานต่ออาการชักสูงกว่าแมวที่ไม่ได้รับการฝึกฝน

การตอบสนองทางชีวภาพของคลื่นอัลฟาได้รับความสนใจเนื่องจากประสบความสำเร็จในมนุษย์ในการระงับอาการชักและการรักษาภาวะซึมเศร้า^{[ 35 ]}

คลื่นอัลฟาได้รับความสนใจอีกครั้งในแง่ของแนวทางวิศวกรรมเพื่อแก้ปัญหาความท้าทายในนิยายวิทยาศาสตร์เรื่องพลังจิต กล่าวคือ การควบคุมการเคลื่อนไหวของวัตถุทางกายภาพโดยใช้พลังงานที่แผ่ออกมาจากสมองของมนุษย์ ในปี 1988 จังหวะอัลฟาของ EEG ถูกนำมาใช้ใน การทดลองอินเทอร์ เฟซสมอง-คอมพิวเตอร์เพื่อควบคุมการเคลื่อนไหวของวัตถุทางกายภาพ ซึ่งก็คือหุ่นยนต์^{[ 36 ] [ 37 ]}นับเป็นการทดลองครั้งแรกที่แสดงให้เห็นถึงการควบคุมวัตถุทางกายภาพ ซึ่งก็คือหุ่นยนต์ โดยใช้ EEG ^{[ 38 ] [ 39 ]}

• บีทส์แบบไบนาอูรัล  – รูปแบบการรบกวนระหว่างสัญญาณที่มีความถี่ใกล้เคียงกันหน้าเว็บที่แสดงคำอธิบายสั้น ๆ ของเป้าหมายการเปลี่ยนเส้นทาง
• อีจีแล็บ
• การสั่นของระบบประสาท  – คลื่นสมอง รูปแบบการทำงานซ้ำๆ ของระบบประสาทส่วนกลาง
• ชุดเครื่องมือไบโอมาร์กเกอร์ทางประสาทสรีรวิทยา  – ชุดเครื่องมือ MATLAB สำหรับไบโอมาร์กเกอร์ทางประสาทสรีรวิทยา
• คลื่น PGO  – คลื่นที่แพร่กระจายระหว่างบริเวณต่างๆ ของสมอง

• คลื่นเดลต้า – (0.5 – 3 เฮิรตซ์)
• คลื่นธีตา – (4 – 7 เฮิรตซ์)
• คลื่นอัลฟา – (8 – 12 เฮิรตซ์)
• คลื่นมิว – (7.5 – 12.5 เฮิรตซ์)
• คลื่น SMR – (12.5 – 15.5 เฮิรตซ์)
• คลื่นเบต้า – (15 – 30 เฮิรตซ์)
• คลื่นแกมมา – (>30 เฮิรตซ์)