velikost textu

Sledování mozkové aktivity v prolongované zádrži dechu u freediverů

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Sledování mozkové aktivity v prolongované zádrži dechu u freediverů
Název v angličtině:
Prolonged apnea: monitoring brain activity in freedivers
Typ:
Diplomová práce
Autor:
Bc. Pavla Skopalová
Vedoucí:
MUDr. David Pánek, Ph.D.
Oponent:
PhDr. Tereza Nováková, PhD.
Id práce:
187377
Fakulta:
Fakulta tělesné výchovy a sportu (FTVS)
Pracoviště:
Fyzioterapie (51-500400)
Program studia:
Specializace ve zdravotnictví (N5345)
Obor studia:
Fyzioterapie (FYZIO)
Přidělovaný titul:
Mgr.
Datum obhajoby:
18. 9. 2019
Výsledek obhajoby:
Výborně
Jazyk práce:
Čeština
Klíčová slova:
freediving, prolongovaná zádrž dechu, apnoe, EEG, sLORETA, hypoxie, hyperkapnie, Brodmannovy zóny
Klíčová slova v angličtině:
freediving, prolonged apnea, apnea, EEG, sLORETA, hypoxia, hypercapnia, Brodmann areas
Abstrakt:
Abstrakt Název: Sledování mozkové aktivity v prolongované zádrži dechu u freediverů Cíle: Cílem této práce je zmonitorování elektrické aktivity mozku v prolongované zádrži dechu u nádechových potapěčů. Srovnávány byly stavy při zádrži dechu ve vodě a na suchu vůči sobě a také oproti stavu klidovému, vždy se zavřenýma očima. Zdrojová aktivita mozku byla snímána ze skalpového EEG a vyhodnocena pomocí programu sLORETA. Metody: Výzkum proběhl na 11 zdravých, dospělých osobách, jednalo se o muže ve věkovém rozmezí 26 – 51 let. Data byla získávána ze skalpového EEG. Záznam byl pořízen nejprve v klidovém stavu se zavřenýma očima a dále při maximální prolongované zádrži dechu na suchu a následně ve vodě se zavřenýma očima. Délky prolongovaných zádrží se u jednotlivých probandů pohybovaly od 2:15 min do 5:30 min. Mezi jednotlivými zádržemi byly dodržovány pauzy v minimální délce 3 minuty dle potřeb probanda. Porovnávány byly tři párové skupiny – prolongovaná zádrž dechu na suchu oproti klidovému stavu před zádrží; prolongovaná zádrž dechu ve vodě oproti klidovému stavu před zádrží a prolongovaná zádrž dechu ve vodě oproti prolongované zádrži dechu na suchu. Vybrané bezartefaktové úseky EEG záznamu byly zpracovány pomocí programu sLORETA. Ve statistickém modulu programu byla statistická diference při porovnávání jednotlivých stavů vypočítávána pomocí párového t–testu s logaritmickou transformací dat o parametru vyhlazení 0,2. Data byla randomizována s hodnotou 5000 na hladině významnosti p ≤ 0,10 s korelací pro opakované testování. Zdrojová aktivita byla následně pro jednotlivá frekvenční pásma zobrazena v 3D Talaraichově atlasu. Výsledky: Získaná data prokázala statisticky významnou diferenci v aktivitě mozku u všech tří porovnávaných párových skupin. Při porovnání stavu při prolongované zádrži dechu na suchu oproti klidovému stavu došlo ke snížení proudové hustoty v pásmu beta a gama. Jednalo se o snížení aktivity v oblastech zj. premotorických, motorických a dále somatosensorických a v limbickém systému. Zvýšená proudová hustota byla v pásmu delta, zde se aktivovaly oblasti kortexu zodpovědné za somatosensorické funkce, oblasti funkčně spojené s volní kontrolou dýchání, proprioceptivní stimulací a hlubokou viscerální percepcí. Porovnání stavu při prolongované zádrži dechu ve vodě oproti klidovému stavu prokázala v rámci pásem beta, gama a delta podobné výsledky jako při zádrži dechu na suchu. Navíc se aktivovaly oblasti spojené se zpracováním sluchových podnětů, pozorností, inhibičními procesy nebo vnitřní řečí. Pouze při zádrži dechu ve vodě pak byla v rámci frekvenčního pásma theta zvýšena aktivita v oblastech spojených se zpracováním negativních emocí, propriocepcí, předvídáním bolesti nebo motorickou exekutivní kontrolou chování. Na nižší statistické významnosti se ukázal také nárůst aktivity alfa frekvenčního pásma s lokalizací ve frontálních oblastech mozkové kůry a můžeme zde hledat souvislost s tzv. flow stavy. Stav prolongované zádrže dechu ve vodě oproti prolongované zádrži dechu na suchu ukazuje nárůst aktivity v pásmu delta a na nižší statistické významnosti také theta. Při zádržích dechu ve vodě se s vyšší mírou aktivovaly oblasti spojené se somatosensorikou, emocemi a jejich zpracováním nebo sebereflexí. Klíčová slova: freediving, prolongovaná zádrž dechu, apnoe, EEG, sLORETA, hypoxie, hyperkapnie, Brodmannovy zóny
Abstract v angličtině:
Abstract Title: Prolonged apnea: monitoring brain activity in freedivers Objectives: The aim of this study is to monitor the brain electrical activity during the prolonged apnea in freedivers. Prolonged apnea in the water and prolonged dry apnea were compared to each other and also to a resting state before the apnea, all states with the eyes closed. Brain activity was obtained from the scalp EEG and evaluated using the sLORETA program. Methods: The research was conducted in 11 healthy men at the age of 23 – 51. The data was obtained from the scalp EEG. The record was first taken at a resting state before the apneas with eyes closed, then at maximum prolonged dry apnea with eyes closed and finally at maximum prolonged apnea in the water with eyes closed. The lenghts of the prolonged apneas ranged from 2:15 minutes to 5:30 minutes in idividual probands. There were pauses of at least three minutes between each apnea as by the proband's needs. The compared pair groups were following: prolonged apnea in the water against prolonged dry apnea, prolonged apnea in the water against resting state before the apnea and finally prolonged dry apnea against resting state before the apnea, all with the eyes closed. Selected sections of EEG record without artefacts were processed by sLORETA program. In the statistical module of the program, the statistical difference when comparing the individual states was calculated using a paired t-test with a logarithmic transformation of the data with smoothing parameter of 0,2. Data was randomized with a value of 5000 at a significance level p ≤ 0,10 with a correlation for retesting. For each frequency band the source activity was then displayed in the 3D Talaraich Atlas. Results: The obtained data proved statistically significant difference in brain activity in all three compared pair groups. The current density differences by voxels in the beta and gamma frequency bands was decreased when comparing the state of prolonged dry apnea with resting state. The reduction in activity was particularly in areas of premotor, motor and somatosensory functions and in limbic system. The increased current density differences by voxels was in the delta frequency band, where cortex regions responsible for somatosensory functions, regions functionally associated with voluntary respiratory control, proprioceptive stimulation, and deep visceral perception was activated. Comparison of the prolonged apnea in water with the resting state showed similar results within the beta, gamma and delta frequency bands as in the case of prolonged dry apnea. In addition, areas associated with the processing of auditory stimuli, attention, inhibition processes or internal speech have been activated. Only in prolonged breath hold in the water, activity within areas associated with the processing of negative emotions, proprioception, pain prediction or motor executive behavior control was increased within the theta frequency band. The increase in alpha frequency band activity with localization in the frontal areas of the cerebral cortex also showed lower statistical significance. We can assume here a connection with the so-called flow states. The state of prolonged breath hold in the water versus prolonged breath hold on dry land shows an increase in delta activity and of lower statistical significance also in theta frequency band. In the case of prolonged apnea in the water, areas associated with somatosensory, emotions and their processing or self-reflection have become more active. Keywords: freediving, prolonged apnea, apnea, EEG, sLORETA, hypoxia, hypercapnia, Brodmann areas
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Bc. Pavla Skopalová 6.02 MB
Stáhnout Příloha k práci Bc. Pavla Skopalová 1.24 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Bc. Pavla Skopalová 84 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Bc. Pavla Skopalová 69 kB
Stáhnout Posudek vedoucího MUDr. David Pánek, Ph.D. 202 kB
Stáhnout Posudek oponenta PhDr. Tereza Nováková, PhD. 394 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby Doc., PaedDr. Dagmar Pavlů, CSc. 154 kB