การสั่นความถี่สูง (HFO) คือคลื่นสมองที่มีความถี่เร็วกว่า ~80 เฮิรตซ์ซึ่งเกิดจาก กลุ่มเซลล์ ประสาทสามารถบันทึกการสั่นความถี่สูงได้ในระหว่าง การบันทึก คลื่นไฟฟ้าสมอง (EEG) ศักย์สนามเฉพาะที่ (LFP) หรือคลื่นไฟฟ้าเปลือกสมอง( ECoG) การสั่นเหล่านี้เกิดขึ้นในสภาวะทางสรีรวิทยาในช่วงคลื่นแหลมและระลอกคลื่นซึ่งเป็นรูปแบบการสั่นที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการรวมความทรงจำ^{[ 1 ]} HFO เกี่ยวข้องกับพยาธิสภาพของสมอง เช่นอาการชัก^{[ 2 ]}และมักถูกบันทึกในช่วงเริ่มต้นของการชัก ทำให้เป็นตัวบ่งชี้ทางชีวภาพที่น่าสนใจสำหรับการระบุโซนที่ก่อให้เกิดโรคลมชัก^{[ 3 ] [ 4 ]}การศึกษาอื่นๆ ชี้ให้เห็นถึงบทบาทของ HFO ในความผิดปกติทางจิตเวช และ ^ผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นกับอาการทางจิตในโรคจิตเภท^{[ 5 ]} [ ^{6 ] [ 7 ]}

การจำแนกประเภทแบบดั้งเดิมของแถบความถี่ ซึ่งเกี่ยวข้องกับหน้าที่/สถานะต่างๆ ของสมอง และประกอบด้วย แถบ เดลต้าเธต้าอัลฟาเบตาและแกมมาเนื่องจากข้อจำกัดของความสามารถในการบันทึกความถี่สูงของอุปกรณ์ทดลอง/ทางการแพทย์ในยุคแรกๆ ด้วยเหตุผลทางประวัติศาสตร์ การสั่นทั้งหมดที่สูงกว่า 30 Hz จึงถือว่าเป็นความถี่สูงและยากต่อการศึกษา^{[ 1 ]}ความก้าวหน้าล่าสุดในการผลิตอุปกรณ์ทางสรีรวิทยาไฟฟ้าทำให้สามารถบันทึกศักยภาพทางไฟฟ้าด้วยความละเอียดเชิงเวลาและเชิงพื้นที่สูง และ "จับ" พลวัตของศักยภาพการกระทำของ เซลล์เดี่ยวได้ ในศัพท์ทางประสาทวิทยาศาสตร์ ยังคงมีช่องว่างระหว่าง ~100 Hz และกิจกรรมหลายหน่วย (>500 Hz) ดังนั้นการสั่นเหล่านี้จึงมักเรียกว่าแกมมาสูงหรือ HFO

HFO ถูกสร้างขึ้นโดยกลไกของเซลล์ที่แตกต่างกันและสามารถตรวจพบได้ในหลายบริเวณของสมอง^{[ 8 ] [ 9 ]}ในฮิปโปแคมปัสกิจกรรมของเซลล์ประสาทที่รวดเร็วนี้เป็นผลมาจากการส่งสัญญาณ พร้อมกัน ของเซลล์พีระมิดใน บริเวณ CA3และ ชั้น เดนไดรต์ของCA1ซึ่งก่อให้เกิดรูปแบบการสั่นที่มีลักษณะเฉพาะ (ดูเพิ่มเติมในคลื่นแหลมและระลอกคลื่น ) ^{[ 10 ]}การเกิด HFO ในระหว่างงานความจำ (การเข้ารหัสและการเรียกคืนภาพ) ยังได้รับการรายงานในผู้ป่วยมนุษย์จากการบันทึกภายในกะโหลกศีรษะใน บริเวณ การมองเห็นหลัก ระบบลิมบิกและบริเวณคอร์เทกซ์ ลำดับสูง ^{[ 11 ]}ตัวอย่างอื่นของ HFO ทางสรีรวิทยาที่ความถี่ประมาณ 300 Hz พบในนิวเคลียสซับทาลามิก [ ^{12 ]} ซึ่งเป็นบริเวณสมองที่เป็นเป้าหมายหลักสำหรับการรักษา ด้วยการกระตุ้นสมองส่วนลึกความถี่สูง (130 Hz) ^{สำหรับ}ผู้ป่วยโรคพาร์กินสัน  

การบันทึก ECoG จากคอร์เทกซ์รับความรู้สึกทางกาย ของมนุษย์ แสดงให้เห็นถึงการปรากฏของ HFO (สูงถึง 600 Hz) ในระหว่างศักยภาพที่กระตุ้นด้วยประสาทสัมผัสและสนามแม่เหล็กที่กระตุ้นด้วยประสาทสัมผัสทางกายหลังจากการกระตุ้นเส้นประสาทมีเดีย น ^{[ 13 ]}การระเบิดของกิจกรรมเหล่านี้ถูกสร้างขึ้นโดยวงจรทาลามัส-คอร์เทกซ์และขับเคลื่อนโดยการส่ง สัญญาณที่ซิงโครไนซ์สูง ของเส้นใยทาลามัส-คอร์เทกซ์ และเชื่อว่ามีบทบาทในการประมวลผลข้อมูล^{[ 14 ]}การเปลี่ยนแปลงแอมพลิจูด HFO ที่กระตุ้นด้วยประสาทสัมผัสทางกายอาจถูกนำไปใช้เป็นตัวบ่งชี้ทางชีวภาพสำหรับความผิดปกติทางระบบประสาท ซึ่งสามารถช่วยในการวินิจฉัยในบริบททางคลินิกบางอย่าง ผู้ป่วยมะเร็งบางรายที่มีเนื้องอกในสมองแสดงให้เห็นแอมพลิจูด HFO ที่สูงขึ้นในด้านเดียวกันกับที่เนื้องอกอยู่ ผู้เขียนการศึกษานี้ยังแนะนำว่าเส้นทางทาลามัส-คอร์เทกซ์มีส่วนช่วยในการสั่นอย่างรวดเร็ว^{[ 15 ]}ที่น่าสนใจคือ มีรายงานว่าแอมพลิจูด HFO ที่สูงขึ้น (ระหว่าง 400 ถึง 800 Hz) หลังจากการกระตุ้นเส้นประสาทนั้น ยังพบในสัญญาณ EEG ของผู้เล่นฟุตบอลและกีฬาแร็กเก็ต ที่มีสุขภาพดีอีกด้วย ^{[ 16 ]}

มีงานวิจัยหลายชิ้นที่รายงานเกี่ยวกับประเภททางพยาธิสรีรวิทยาของ HFO ในผู้ป่วยและแบบจำลองโรคในมนุษย์ ซึ่งเกี่ยวข้องกับความผิดปกติทางจิตเวชหรือระบบประสาทต่างๆ:

• มีการรายงานความผิดปกติของแอมพลิจูดของ HFO ที่เกิดจากการกระตุ้นประสาทสัมผัส (600 Hz) ใน ภาวะ ปลอกไมอีลินเสื่อม เล็กน้อย ในผู้ป่วยโรคปลอกประสาทเสื่อมแข็ง^{[ 17 ]}
• HFO (>80 Hz) เกิดขึ้นในช่วงเริ่มต้นของการชักจากโรคลมชัก^{[ 18 ] [ 19 ]}
• การหยุดชะงักในการซิงโครไนซ์ HFO (200–500 Hz) ในนิวเคลียสซับทาลา มิก เกี่ยวข้องกับอาการของโรคพาร์กินสัน^{[ 20 ] [ 12 ]}
• HFO สามารถมองเห็นได้ในบริเวณสมองที่แตกต่างกันหลังจากหัวใจหยุดเต้นและเชื่อมโยงกับสภาวะใกล้ตาย^{[ 21 ]}
• การระเบิดของ HFO ที่มีแอมพลิจูดสูง (80–200 Hz) สัมพันธ์กับสภาวะคล้ายโรคจิตที่เกิดจากPCPหรือคีตา มีนในปริมาณต่ำกว่าระดับยาสลบ (และ ตัวบล็อก ตัวรับ NMDA อื่นๆ ) ^{[ 6 ] [ 22 ] [ 23 ]}

มีงานวิจัยจำนวนมากขึ้นที่บ่งชี้ว่าจังหวะ HFO (130–180 Hz) อาจเกิดขึ้นเนื่องจากการปิดกั้นตัวรับ NMDA เฉพาะที่^{[ 25 ] [ 26 ] [ 27 ] [ 28 ]}ซึ่งเป็นแบบจำลองทางเภสัชวิทยาของโรคจิตเภทด้วย^{[ 26 ]}ตรวจพบการสั่นเร็วที่ขึ้นอยู่กับตัวรับ NMDA เหล่านี้ในบริเวณสมองต่างๆ รวมถึงฮิปโปแคมปัส [ ^{29 ]}นิวเคลียสแอคคัมเบนส์^{[ 6 ]}และบริเวณ คอ ^ร์เทกซ์พรีฟรอนทัล^{[ 30 ]}แม้ว่า HFO ประเภทนี้ยังไม่ได้รับการยืนยันในผู้ป่วยมนุษย์ แต่ยาต้านโรคจิต รุ่นที่สอง ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในการรักษาโรคจิตเภทและโรคจิตอารมณ์แปรปรวน (เช่นโคลซาพีนริสเพอริโดน ) แสดงให้เห็นว่าสามารถลดความถี่ของ HFO ได้^{[ 6 ]}การศึกษาล่าสุด รายงานเกี่ยวกับแหล่งกำเนิดใหม่ของ HFO ในโครงสร้างหลอดรับกลิ่น ซึ่งแข็งแกร่งกว่าแหล่งกำเนิดอื่นๆ ที่เคยพบในสมองของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมอย่างน่าประหลาดใจ^{[ 31 ] [ 32 ]} HFO ในหลอดรับกลิ่นถูกสร้างขึ้นโดยวงจรการกระตุ้น-ยับยั้งเฉพาะที่ซึ่งถูกปรับเปลี่ยนโดยจังหวะการหายใจ และอาจบันทึกได้ภายใต้การดมยาสลบด้วยคีตามีน-ไซลาซีน^{[ 33 ]}ผลการค้นพบนี้อาจช่วยให้เข้าใจอาการเริ่มต้นของผู้ป่วยโรคจิตเภทและญาติของพวกเขา ซึ่งอาจประสบกับความบกพร่องของระบบรับกลิ่น^{[ 34 ]}

• คลื่นเดลต้า – (0.1 – 3 เฮิรตซ์)
• คลื่นธีตา – (4 – 7 เฮิรตซ์)
• คลื่นมิว – (7.5 – 12.5 เฮิรตซ์)
• คลื่น SMR – (12.5 – 15.5 เฮิรตซ์)
• คลื่นอัลฟา – (7 (หรือ 8) – 12 เฮิรตซ์)
• คลื่นเบต้า – (12 – 30 เฮิรตซ์)
• คลื่นแกมมา – (32 – 100 เฮิรตซ์)