Verschillende oorsprongen van lage en hoge alfa‑ritmes bij de mens onthuld door gelijktijdige EEG‑SEEG

Waarom de stille golven van de hersenen ertoe doen

Als je je ogen sluit en ontspant, worden je hersenen niet stil — ze zoemen met zachte elektrische ritmes die alfa‑golven worden genoemd. Anesthesiologen zien ook sterke alfa‑activiteit wanneer mensen voor een operatie onder narcose worden gebracht. Deze studie stelt een misleidend eenvoudige vraag met grote implicaties: zijn al deze alfa‑golven hetzelfde, of wijzen verschillende soorten alfa‑ritmes op totaal verschillende hersenstaten, van ontspannen waakzaamheid tot verlies van bewustzijn? Begrijpen wat het antwoord is kan helpen bij het monitoren van anesthesie, het onderzoeken van bewustzijn en zelfs bij het ontwerpen van nieuwe instrumenten voor hersengezondheid.

Twee varianten van een bekend hersengolfje

Alfa‑activiteit wordt meestal als één band van ritmes tussen 8 en 13 cycli per seconde gezien. De auteurs tonen aan dat dit bereik eigenlijk twee afzonderlijke ritmes verbergt. Bij wakkere mensen met gesloten ogen vinden ze een “lage alfa”‑ritme (ongeveer 8–10 cycli per seconde) dat het sterkst is aan de achterkant van de hersenen, in regio’s die bij het zicht betrokken zijn. Naarmate artsen de dosis van het anestheticum propofol opvoeren en mensen in bewusteloosheid zakken, vervaagt dit lage alfa‑ritme. Tegelijkertijd wordt een “hoge alfa”‑ritme (ongeveer 10–13 cycli per seconde) sterker en verspreidt zich over de hersenen, en wordt het vooral prominent nadat het bewustzijn is verdwenen.

Luisteren van binnen en buiten de hersenen

Om deze patronen te ontdekken, maakte het team gebruik van een zeldzame gelegenheid: patiënten met epilepsie die al dunne diepteselectroden in veel hersenregio’s hadden voor klinische monitoring. Terwijl deze patiënten onder algemene anesthesie werden gebracht voor het verwijderen van de elektroden, namen de onderzoekers signalen op zowel van binnen in de hersenen (stereo‑EEG) als van de schedel (standaard EEG). Dit gelijktijdige luisteren van binnen en buiten maakte het mogelijk om in kaart te brengen waar verschillende alfa‑ritmes het sterkst waren en om te controleren of signalen op de schedel echt activiteit diep in de hersenen weerspiegelen. Ze vonden dat tijdens rustige waaktoestand lage alfa geconcentreerd was aan de achterkant van de hersenen, terwijl onder anesthesie hoge alfa wijdverspreid en homogener over regio’s werd.

Reële ritmes onderscheiden van achtergrondruis

Hersenactiviteit in rust is een mengsel van echte ritmische pulsen en meer onregelmatige achtergrondfluctuaties. Om te zien welk deel daadwerkelijk veranderde met anesthesie, gebruikten de onderzoekers een wiskundige methode die elk signaal opsplitst in een “periodiek” component (werkelijke oscillaties zoals alfa) en een “aperiodiek” component (een vloeiende, ruisachtige achtergrond). Ze ontdekten dat de dramatische omschakeling van lage naar hoge alfa bij verlies van bewustzijn bijna geheel te danken was aan veranderingen in het werkelijke ritmische component. Het achtergrondgedeelte bleef verrassend stabiel. Dat betekent dat de hersenen hun interne timing actief herschikken, en niet alleen het algemene activiteitsniveau veranderen, bij de overgang van een ontspannen toestand naar anesthetische bewusteloosheid.

Een eenvoudige circuituitleg

Wat kan lage alfa in de ene toestand en hoge alfa in een andere veroorzaken? De auteurs gebruikten een eenvoudig computermodel van een lokaal hersencircuit bestaande uit twee spelers: exciterende cellen die anderen activeren, en inhiberende cellen die activiteit dempen. Door de sterkte van de remmende invloed licht te verhogen — hetgeen het effect nabootst van middelen als propofol die remming versterken — vonden ze dat het alfa‑achtige ritme in het model versnelde van een lagere naar een hogere frequentie, vergelijkbaar met de verschuiving in hun echte gegevens. Dit suggereert dat het bijstellen van de balans tussen excitatie en inhibitie in hersencircuits de hersenen kan schakelen tussen verschillende alfa‑modi die verbonden zijn met waakzaamheid en bewusteloosheid.

Wat dit betekent voor slaap, chirurgie en hersengezondheid

Voor niet‑specialisten is de belangrijkste boodschap dat niet alle alfa‑golven gelijk zijn. Een kalm, laag alfa‑ritme aan de achterkant van het hoofd weerspiegelt waarschijnlijk een ontspannen maar wakker brein dat rustig minder visuele informatie verwerkt. Onder anesthesie kan een sneller, wijdverspreid hoog alfa‑ritme echter wijzen op een brein waarvan de circuits stevig in bedwang worden gehouden door sterke remming, waardoor het niet in staat is bewustzijn te ondersteunen. Het herkennen van deze verschillende alfa‑handtekeningen kan verbeteren hoe artsen de diepte van anesthesie inschatten, theorieën over bewustzijn verfijnen en de zoektocht naar nieuwe hersengebaseerde markers voor aandoeningen zoals dementie, depressie of aandachtsstoornissen ondersteunen. Kortom: de vertrouwde alfa‑golf blijkt een genuanceerder venster op de wisselende toestanden van de hersenen dan eerder gedacht.

Bronvermelding: Wang, R., Jiang, S., Cai, Q. et al. Distinct origins of human low and high alpha rhythms revealed by simultaneous EEG-SEEG. Commun Biol 9, 503 (2026). https://doi.org/10.1038/s42003-026-09769-7

Trefwoorden: alfa‑hersenritmes, anesthesie, bewustzijn, EEG, neurale oscillaties