Exploratory study of the effect of binaural beat stimulation on the EEG activity pattern in resting state using artificial neural networks

Ahdistuneisuushäiriöt vaivaavat lähes 7,3 prosenttia maailman väestöstä. Yksi 14 ihmisestä kokee ahdistuneisuushäiriön tiettynä vuonna. Kun ahdistuneisuus liittyy mielialahäiriöihin, se voi myös laukaista tai lisätä muiden sairauksien oireita ja vaikutuksia, kuten masennusta ja itsetuhoista käyttäytymistä. Binauraaliset lyönnit ovat matalataajuinen akustinen stimulaatiotyyppi, joka havaitaan, kun yksilö altistetaan kahdelle hieman erilaiselle aaltotaajuudelle, jotka vaihtelevat 200 ja 900 Hz välillä. Binauraaliset lyönnit voivat osaltaan vähentää ahdistusta ja muuttaa muita psykologisia olosuhteita ja tiloja, muuttaa kognitiivisia prosesseja ja mielialatiloja. Tässä työssä käytimme 5 Hz:n binauraalista sykettä kuuteen eri koehenkilöön havaitakseen merkityksellisen muutoksen heidän aivoaalloissaan ennen ja jälkeen stimulaation. Sovelsimme 20 minuutin stimulaatioita 10 erillisessä istunnossa. Arvioimme eroja käyttämällä Multi-Layer Perceptron -luokittelijaa verrattuna ei-parametrisiin testeihin ja matalan resoluution aivojen sähkömagneettiseen tomografiaan (eLORETA). eLORETA osoitti huomattavia muutoksia High Alpha. Sekä eLORETA- että MLP-lähestymistavat paljastivat huomattavia muutoksia korkeassa Beetassa. MLP osoitti merkittäviä muutoksia Theta-aineaalloissa. Tutkimuksemme osoitti korkean Alfa-modulaation limbisessä lohkossa, mikä viittaa sympaattisen järjestelmän aktivoitumisen mahdolliseen vähenemiseen tutkitussa näytteessä. Tärkeimmät eLORETA-tuloksemme viittaavat voimakkaaseen nousuun virran jakautumisessa, enimmäkseen Alpha 2:ssa, Anterior Cingulate -alueella, joka liittyy sosiaalista käyttäytymistä, tunnistamista ja tunteiden ilmaisua koskevien virheiden seurantaan. Havaitsimme myös, että MLP:t pystyvät osoittamaan tärkeimmät erot korkealla erotettavuudella Deltassa ja Thetassa.