ในประสาทวิทยาศาสตร์คลื่นFเป็นหนึ่งในปฏิกิริยาการเคลื่อนไหวหลายอย่างที่อาจเกิดขึ้นตามหลังปฏิกิริยาการเคลื่อนไหวโดยตรง (M)ที่เกิดจากการกระตุ้นด้วยไฟฟ้าของเส้นประสาทสั่งการส่วนปลายหรือเส้นประสาทผสม (รับความรู้สึกและสั่งการ) ^{[ 1 ]}คลื่น F เป็นการ เปลี่ยนแปลง แรงดันไฟฟ้า ล่าช้าครั้งที่สองจากสองครั้ง ที่สังเกตได้หลังจากการกระตุ้นที่ผิวหนังเหนือบริเวณ ส่วน ปลายของเส้นประสาท นอกเหนือ จากรีเฟล็กซ์ H ( รีเฟล็กซ์ของฮอฟฟ์แมน ) ซึ่งเป็นปฏิกิริยาของกล้ามเนื้อที่ตอบสนองต่อการกระตุ้นด้วยไฟฟ้าของเส้นใยประสาทรับความรู้สึก^{[ 2 ] [ 3 ]}การเคลื่อนที่ของคลื่น F ตลอดความยาวของเส้นประสาทส่วนปลายระหว่างไขสันหลังและกล้ามเนื้อ ช่วยให้สามารถประเมินการนำกระแสประสาทสั่งการระหว่างจุดกระตุ้นส่วนปลายในแขนและขา และเซลล์ประสาทสั่งการ (MN) ที่เกี่ยวข้องในไขสันหลังส่วนคอและส่วนเอว^{[ 4 ]}คลื่น F สามารถประเมินทั้ง วงจร นำเข้าและนำออกของเซลล์ประสาทสั่งการอัลฟาได้อย่างสมบูรณ์^{[ 5 ]}ด้วยเหตุนี้ คุณสมบัติต่างๆ ของการนำกระแสประสาทมอเตอร์ F-wave จึงได้รับการวิเคราะห์ในการศึกษาการนำกระแสประสาท (NCS) [ ^{6 ]}และมักใช้ในการประเมินโรค เส้นประสาทหลายเส้น ซึ่งเป็นผลมาจากสภาวะการเสื่อมของปลอกไมอีลิ ^นของเซลล์ประสาทและการสูญเสียความสมบูรณ์ของแอกซอนส่วนปลาย^{[ 1 ] [ 7 ] [ 8 ]}

ในส่วนของชื่อเรียกนั้น คลื่น F ได้รับชื่อนี้เนื่องจากมีการศึกษาครั้งแรกในกล้ามเนื้อขนาดเล็กของเท้า^{[ 9 ]}การสังเกตคลื่น F ในหน่วยมอเตอร์ (MU) เดียวกัน กับที่พบในการตอบสนองมอเตอร์โดยตรง (M) ^{[ 10 ]}รวมถึงการปรากฏของคลื่น F ในแบบจำลองสัตว์และมนุษย์ที่ถูกตัดเส้นประสาทรับความรู้สึก^{[ 11 ]}บ่งชี้ว่าคลื่น F ต้องการการกระตุ้นโดยตรงของแอกซอนมอเตอร์จึงจะเกิดขึ้นได้^{[ 12 ]}และไม่เกี่ยวข้องกับการนำกระแสผ่านเส้นประสาทรับความรู้สึก ดังนั้น คลื่น F จึงถือเป็นคลื่น ไม่ใช่ปฏิกิริยาสะท้อน

คลื่น F ถูกกระตุ้นโดยการกระตุ้นด้วยไฟฟ้าที่แรง (เหนือขีดจำกัดสูงสุด) ที่ใช้กับผิวหนังเหนือส่วนปลายของเส้นประสาท^{[ 3 ]}แรงกระตุ้นนี้เดินทางทั้ง แบบ ออร์โธโดรมิก (ไปยังเส้นใยกล้ามเนื้อ ) และ แบบ แอนติโดรมิก⁽ไปยังตัวเซลล์ในไขสันหลัง) ไปตามเซลล์ประสาทสั่งการอัลฟา [ ^{4 ] [ 7 ] [ 13 ] [ 14 ]}เมื่อแรงกระตุ้นแบบออร์โธโดรมิกไปถึงเส้นใยกล้ามเนื้อที่ถูกกระตุ้น จะเกิดการตอบสนองของมอเตอร์โดยตรง (M) ที่รุนแรงในเส้นใยกล้ามเนื้อเหล่านี้ ส่งผลให้เกิดศักยภาพการทำงานของกล้ามเนื้อแบบผสมหลัก (CMAP) [ ^{3 ] [ 7 ] เมื่อ}แรงกระตุ้นแบบแอนติโดรมิกไปถึงตัวเซลล์ภายในส่วนหน้า ของกลุ่มเซลล์ประสาทสั่งการโดยการส่งสัญญาณย้อนกลับ เซลล์ประสาทสั่งการอัลฟาบางส่วน(ประมาณ 5-10% ของเซลล์ประสาทสั่งการที่มีอยู่) จะ 'ย้อนกลับ' หรือดีดกลับ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]}การ 'ยิงย้อนกลับ' แบบแอนติโดรมิกนี้ทำให้เกิดแรงกระตุ้นแบบออร์โธโดรมิกที่ตามลงมาตามเซลล์ประสาทสั่งการอัลฟาไปยังเส้นใยกล้ามเนื้อที่ถูกกระตุ้น โดยทั่วไปแล้ว ส่วนของแอกซอนของเซลล์ประสาทสั่งการที่ถูกดีโพลาไรซ์ก่อนหน้านี้โดยแรงกระตุ้นแบบแอนติโดรมิกก่อนหน้านี้จะเข้าสู่ สภาวะไฮเปอร์ โพลาไรซ์ทำให้ไม่สามารถส่งแรงกระตุ้นไปตามส่วนนั้นได้^{[ 15 ]}อย่างไรก็ตาม ส่วนของแอกซอนเหล่านี้ยังคงสามารถกระตุ้นได้หรืออยู่ในสภาวะดีโพลาไรซ์เป็นระยะเวลาที่เพียงพอ ทำให้เกิดการยิงย้อนกลับแบบแอนติโดรมิกอย่างรวดเร็ว และทำให้แรงกระตุ้นแบบออร์โธโดรมิกต่อเนื่องไปยังเส้นใยกล้ามเนื้อที่ถูกกระตุ้น^{[ 15 ] [ 13 ]}แรงกระตุ้นแบบออร์โธโดรมิกที่ต่อเนื่องกันนี้จะกระตุ้นกลุ่มเส้นใยกล้ามเนื้อที่เล็กลง ส่งผลให้เกิด CMAP ที่เล็กลงซึ่งเรียกว่าคลื่น F ^{[ 3 ]}

ปัจจัยทางสรีรวิทยาหลายประการอาจส่งผลต่อการปรากฏของคลื่น F หลังจากการกระตุ้นเส้นประสาทส่วนปลาย รูปทรงและขนาดของคลื่น F รวมถึงความน่าจะเป็นของการปรากฏนั้นมีน้อย เนื่องจากมีความแปรปรวนสูงในการกระตุ้นหน่วยมอเตอร์ (MU) สำหรับการกระตุ้นใดๆ ก็ตาม^{[ 4 ]}ดังนั้น การสร้าง CMAP ที่กระตุ้นให้เกิดคลื่น F จึงขึ้นอยู่กับความแปรปรวนในการกระตุ้นหน่วยมอเตอร์ในกลุ่มที่กำหนดในการกระตุ้นที่ต่อเนื่องกัน^{[ 11 ]}ยิ่งไปกว่านั้น การกระตุ้นเส้นใยประสาทส่วนปลายทำให้เกิดทั้งแรงกระตุ้นแบบออร์โธโดรมิก (ตามเส้นใยประสาทรับความรู้สึกไปยังส่วนหลังของไขสันหลัง) และกิจกรรมแบบแอนติโดรมิก (ตามเซลล์ประสาทมอเตอร์อัลฟาไปยังส่วนหน้าของไขสันหลัง) [ ^{4 ] กิจกรรม}แบบแอนติโดรมิกตามกิ่งก้านสาขาของเซลล์ประสาทมอเตอร์อัลฟาอาจส่งผลให้เกิดการกระตุ้นเซลล์ Renshaw ที่ยับยั้ง หรือกิ่งก้านสาขาที่ยับยั้งโดยตรงระหว่างเซลล์ประสาทมอเตอร์^{[ 16 ]}การยับยั้งด้วยวิธีการเหล่านี้อาจลดความตื่นตัวของเซลล์ประสาทสั่งการที่อยู่ติดกันและลดศักยภาพในการเกิดการย้อนกลับแบบแอนติโดรมิกและคลื่น F ที่เกิดขึ้น แม้ว่าจะมีการโต้แย้งว่าเซลล์ Renshaw ยับยั้งเซลล์ประสาทสั่งการอัลฟาขนาดเล็กกว่าเป็นหลัก ซึ่งมีอิทธิพลจำกัดต่อการปรับเปลี่ยนการย้อนกลับแบบแอนติโดรมิก^{[ 7 ]}

เนื่องจากเซลล์ประสาทส่วนหน้าของไขสันหลังแต่ละกลุ่มจะถูกกระตุ้นด้วยการกระตุ้นแต่ละครั้ง คลื่น F จึงมีลักษณะเป็นการตอบสนองของมอเตอร์ที่เกิดขึ้นทั่วไป มีแอมพลิจูดต่ำ และเกิดขึ้นช้า ซึ่งสามารถเปลี่ยนแปลงได้ทั้งในด้านแอมพลิจูด ความหน่วง และรูปแบบไปตามชุดการกระตุ้น^{[ 4 ] [ 17 ]}

คลื่น F สามารถวิเคราะห์ได้จากคุณสมบัติหลายประการ ได้แก่:

• แอมพลิจูด ( μV ) - ความสูงหรือแรงดันไฟฟ้าของคลื่น F
• ระยะเวลา ( มิลลิวินาที ) - ความยาวของคลื่น F
• ระยะเวลาแฝง ( มิลลิวินาที ) - ช่วงเวลาระหว่างการกระตุ้นครั้งแรกและการเกิดคลื่น F

สามารถทำการวัดการตอบสนอง F ได้หลายอย่าง รวมถึง: ^{[ 7 ] [ 13 ]}

• ค่าความหน่วงของคลื่น F ต่ำสุดและสูงสุด (มิลลิวินาที) -มักใช้ในการประเมินภาวะความผิดปกติของระบบประสาทที่ทำให้เกิดการเสื่อมของปลอกไมอีลิน รวมถึงกลุ่มอาการกิลเลน-บาร์เร
• การกระจายเวลา (chronodispersion) -ความแตกต่างระหว่างค่าความหน่วงสูงสุดและต่ำสุดในชุดของคลื่น F
• ความคงอยู่ของคลื่น F -การวัดความสามารถในการกระตุ้นของเซลล์ประสาทสั่งการอัลฟา คำนวณจากจำนวนการตอบสนองของคลื่น F ที่เกิดขึ้น หารด้วยจำนวนสิ่งเร้าที่นำเสนอ

โดยทั่วไปแล้ว ค่าความหน่วงต่ำสุดของคลื่น F จะอยู่ที่ 25-32 มิลลิวินาทีในแขน และ 45-56 มิลลิวินาทีในขา

ความคงอยู่ของคลื่น F คือจำนวนคลื่น F ที่ได้รับต่อจำนวนการกระตุ้น ซึ่งโดยปกติจะอยู่ที่ 80-100% (หรือสูงกว่า 50%)

• การสะท้อนกลับของ H
• การตรวจคลื่นไฟฟ้ากล้ามเนื้อ (EMG)