IYNA STEM Assiut Chapter

What are the brain waves?

The brain is made of billions of neurons and all these neurons communicate with each other. An electric activity results from this communication can express some actions and the state of the brain. This neuronal activity gives rise to voltage fluctuation across the brain areas, these fluctuations are known as “neuronal oscillations” or “brain waves”. The number of brain waves per second is called “brain wave frequency”.

The brain waves are measured and detected by using a technique called electroencephalography, or EEG. An electroencephalogram is a test that measures and records electrical activity in the brain. A trained EEG technologist attaches small electrodes to your scalp that connect to the EEG machine. The activity of your brain cells shows up as wavy lines as it's recorded. EEG results are helpful in diagnosing epilepsy and other neurological disorders and brain injuries.

When you are active and alert the brain waves result in a higher activity and higher frequency. In contrast, being sleepy and inactive results in low frequency.

Using the power spectrum analysis of EEG, the neuronal oscillations fluctuate between two values; from very slow (1,000 Hz) oscillations.

Now we are going to dive into some brain wave characteristics:

Delta - δ: Its frequency is about 1 - 4 Hz. Delta waves are the slowest recorded brain waves in human beings. They are found most often in infants and young children and are associated with the deepest levels of relaxation and restorative, healing sleep. Delta is prominently seen in brain injuries, learning problems, inability to think, and severe ADHD.

Theta - θ: Its frequency is about 4 - 10 Hz and is classed as a “slow” activity. It is seen in connection with creativity, intuition, daydreaming, and fantasizing and is a repository for memories, emotions, and sensations. Theta waves are strong during internal focus, meditation, prayer, and spiritual awareness.

Alpha - α: Its frequency is about 8 - 12 Hz, Alpha waves are also present when a person is awake and relaxing, such as with the eyes closed or during meditation. Alpha wave production is associated with states of creativity, but they tend to disappear when a person performs mental activity requiring greater attention.

Beta - β: Its frequency is about 12 - 30 Hz, Beta waves are characteristics of a strongly engaged mind. A person in active conversation would be in beta. A debater would be in high beta. A person making a speech, a teacher, or a talk show host would all be in beta when they are engaged in their work.

Gamma - γ: Its frequency is about >30 Hz, Gamma brain waves are the fastest brain waves produced inside your brain. Although they can be hard to measure accurately, they tend to measure above 35 Hz and can oscillate as fast as 100 Hz. Your brain tends to produce gamma waves when you're intensely focused or actively engaged in solving a problem

As research in this field continues to advance, we can look forward to deeper insights into the intricacies of brain waves and their impact on our daily lives. Whether we are seeking relaxation, creativity, or intense focus, the study of brain waves illuminates the remarkable complexity of the human mind.

يتكون الدماغ من مليارات الخلايا العصبية وكل هذه الخلايا العصبية تتواصل مع بعضها البعض. يمكن للنشاط الكهربائي الناتج عن هذا الاتصال أن يعبر عن بعض الأفعال وحالة الدماغ. ويؤدي هذا النشاط العصبي إلى تقلبات الجهد الكهربائي عبر مناطق الدماغ، وتعرف هذه التقلبات باسم "التذبذبات العصبية" أو "موجات الدماغ". ويطلق على عدد موجات الدماغ في الثانية اسم "تردد موجة الدماغ".

يتم قياس موجات الدماغ والكشف عنها باستخدام تقنية تسمى تخطيط كهربية الدماغ، أو EEG. مخطط كهربية الدماغ هو اختبار يقيس ويسجل النشاط الكهربائي في الدماغ. يقوم أحد تقنيي تخطيط كهربية الدماغ (EEG) المُدرب بتوصيل أقطاب كهربائية صغيرة بفروة رأسك تتصل بجهاز تخطيط كهربية الدماغ (EEG). يظهر نشاط خلايا دماغك على شكل خطوط متموجة كما هو مسجل. تساعد نتائج مخطط كهربية الدماغ (EEG) في تشخيص الصرع وغيره من الاضطرابات العصبية وإصابات الدماغ.

عندما تكون نشيطًا وتنبيهًا فإن موجات الدماغ تؤدي إلى نشاط أعلى وتردد أعلى. في المقابل، يؤدي الشعور بالنعاس وعدم النشاط إلى انخفاض التردد.

باستخدام تحليل طيف الطاقة لتخطيط كهربية الدماغ (EEG)، تتقلب التذبذبات العصبية بين قيمتين؛ من التذبذبات البطيئة جدًا (1000 هرتز).

الآن سوف نتعمق في بعض خصائص موجة الدماغ:

دلتا - δ: ترددها حوالي 1 - 4 هرتز. موجات دلتا هي أبطأ موجات الدماغ المسجلة لدى البشر. توجد في أغلب الأحيان عند الرضع والأطفال الصغار وترتبط بأعمق مستويات الاسترخاء والنوم التصالحي والشفاء. تظهر دلتا بشكل بارز في إصابات الدماغ، ومشاكل التعلم، وعدم القدرة على التفكير، واضطراب فرط الحركة ونقص الانتباه الشديد.

ثيتا - θ: تردده حوالي 4 - 10 هرتز، ويصنف على أنه نشاط "بطيء". يُنظر إليه فيما يتعلق بالإبداع والحدس وأحلام اليقظة والتخيل وهو مستودع للذكريات والعواطف والأحاسيس. تكون موجات ثيتا قوية أثناء التركيز الداخلي والتأمل والصلاة والوعي الروحي.

الفا - α: يبلغ ترددها حوالي 8 - 12 هرتز، وتكون موجات ألفا موجودة أيضًا عندما يكون الشخص مستيقظًا ومسترخيًا، كما هو الحال عندما تكون العيون مغلقة أو أثناء التأمل. يرتبط إنتاج موجات ألفا بحالات الإبداع، ولكنها تميل إلى الاختفاء عندما يقوم الشخص بنشاط عقلي يتطلب قدرًا أكبر من الاهتمام.

بيتا - β: يبلغ ترددها حوالي 12 - 30 هرتز، وتعد موجات بيتا من سمات العقل المنخرط بقوة. سيكون لدى أي شخص في محادثة نشطة أو مناظر أو يلقي خطابًا أو مدرسًا أو مضيف برنامج حواري موجات بيتا عندما ينخرطون في عملهم.

جاما - γ: يبلغ ترددها حوالي >30 هرتز، وموجات جاما الدماغية هي أسرع موجات دماغية يتم إنتاجها داخل دماغك. على الرغم من أنه قد يكون من الصعب قياسها بدقة، إلا أنها تميل إلى قياس ما يزيد عن 35 هرتز ويمكن أن تتأرجح بسرعة تصل إلى 100 هرتز. يميل دماغك إلى إنتاج موجات جاما عندما تكون شديد التركيز أو منخرطًا بنشاط في حل مشكلة ما

ومع استمرار تقدم الأبحاث في هذا المجال، يمكننا أن نتطلع إلى رؤى أعمق حول تعقيدات موجات الدماغ وتأثيرها على حياتنا اليومية. سواء كنا نسعى للاسترخاء أو الإبداع أو التركيز الشديد، فإن دراسة موجات الدماغ تسلط الضوء على التعقيد الملحوظ للعقل البشري.

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6813784/

https://www.jeffersonhealth.org/conditions-and-treatments/electroencephalogram

https://www.jeffersonhealth.org/your-health/living-well/how-to-manipulate-brain-waves-for-a-better-mental-state

https://nhahealth.com/brainwaves-the-language/ #:~:text=Theta%20activity%20has%20a%20frequency,%2C%20prayer%2C%20and%20spiritual%20awareness

https://www.sleepfoundation.org/how-sleep-works/alpha-waves-and-sleep

https://www.healthline.com/health/gamma-brain-waves #:~:text=others%20are%20slower.-,Gamma%20brain%20waves%20are%20the%20fastest%20brain%20waves%20produced%20inside,engaged%20in%20solving%20a%20problem

Understanding the Spinal Cord: Structure, Function, and Importance

How long is your spinal cord? In most adults, your spinal cord is about 18 inches (45 centimeters) long. What are the main parts of the spinal cord?
Your spinal cord has three main parts:
- Cervical (neck).
- Thoracic (chest).
- Lumbar (lower back)
- sacral and coccyx

The spinal cord is a vital component of the central nervous system, serving as a bridge between the brain and the rest of the body. It plays a crucial role in relaying signals between the brain and peripheral nerves, coordinating sensory and motor functions, and facilitating complex movements. This article aims to provide an overview of the structure, function, and importance of the spinal cord in the human body.

Spinal Cord Anatomy:
The spinal cord is a long, tubular bundle of nerves that extends from the base of the brain, down the vertebral column, and terminates near the first or second lumbar vertebra. It is protected by the spinal column, composed of vertebrae, and is surrounded by protective membranes called meninges. The cord itself consists of gray and white matter, with gray matter containing cell bodies and white matter comprising nerve fibers.

Spinal Cord Physiology: a. Sensory Processing: The spinal cord acts as a conduit for transmitting sensory information from various body parts to the brain. Sensory neurons convey signals such as pain, temperature, pressure, and touch to the spinal cord, which then relay the information to the brain for interpretation and response.

b. Motor Control: The spinal cord plays a critical role in motor control by coordinating voluntary and involuntary movements. Motor neurons within the spinal cord receive signals from the brain and transmit them to the muscles, enabling coordinated movements and reflex actions.

c. Reflexes: The spinal cord is responsible for generating reflex actions, which are rapid and involuntary responses to stimuli. Reflex arcs allow the body to respond quickly to potentially harmful situations without the need for conscious thought or involvement of the brain. d. Autonomic Functions: The spinal cord also contributes to autonomic functions, such as controlling heart rate, blood pressure, digestion, and bladder control. Autonomic nerves within the spinal cord regulate these essential bodily processes.

How can I keep my spinal cord healthy?
You can keep your spinal cord, vertebral column, and entire back healthier by practicing healthy habits. You may:
- Eat a nutritious diet with fruits, vegetables, whole grains, healthy fats, and lean proteins.
- Exercise consistently, with a combination of aerobic activities, strengthening, and stretching.
- Practice good posture and avoid hunching while sitting or standing.
- Quit smoking and using other to***co products.
- Sleep in positions that support the natural curve of your neck and lower back.
- Walk often and take breaks throughout the day.
- Limit alcohol use and avoid using recreational drugs.

References:
https://my.clevelandclinic.org/health/body/21946-spinal-cord #:~:text=The%20spinal%20cord%20is%20a,affect%20your%20movement%20or%20function

https://embryo.asu.edu/search?text=spinal+cord

prepared by: Nour Ahmed Saber

الحبل الشوكي: البنية والوظيفة والأهمية
كم يبلغ طول الحبل الشوكي لديك؟ في معظم البالغين، يبلغ طول الحبل الشوكي حوالي 18 بوصة (45 سم).

ما هي الأجزاء الرئيسية من الحبل الشوكي؟
يتكون الحبل الشوكي من ثلاثة أجزاء رئيسية:

- العنقي (الرقبة).
- الصدري (الصدر).
- أسفل الظهر (أسفل الظهر).
- العجز و العصعص

يعد الحبل الشوكي مكونًا حيويًا في الجهاز العصبي المركزي، حيث يعمل كجسر بين الدماغ وبقية أعضاء الجسم. إنه يلعب دورًا حاسمًا في نقل الإشارات بين الدماغ والأعصاب الطرفية، وتنسيق الوظائف الحسية والحركية، وتسهيل الحركات المعقدة. تهدف هذه المقالة إلى تقديم لمحة عامة عن بنية ووظيفة وأهمية الحبل الشوكي في جسم الإنسان.

تشريح الحبل الشوكي:
الحبل الشوكي عبارة عن حزمة طويلة من الأعصاب الأنبوبية تمتد من قاعدة الدماغ إلى أسفل العمود الفقري، وتنتهي بالقرب من الفقرة القطنية الأولى أو الثانية. ويحميه العمود الفقري، ويتكون من فقرات، ويحيط به أغشية واقية تسمى السحايا. يتكون الحبل نفسه من مادة رمادية وبيضاء، حيث تحتوي المادة الرمادية على أجسام الخلايا والمادة البيضاء التي تحتوي على ألياف عصبية.

وظيفة الحبل الشوكي: أ. المعالجة الحسية: يعمل الحبل الشوكي كقناة لنقل المعلومات الحسية من أجزاء الجسم المختلفة إلى الدماغ. تنقل الخلايا العصبية الحسية إشارات مثل الألم ودرجة الحرارة والضغط واللمس إلى الحبل الشوكي، الذي ينقل بعد ذلك المعلومات إلى الدماغ لتفسيرها والاستجابة لها.

ب. التحكم الحركي: يلعب الحبل الشوكي دورًا حاسمًا في التحكم الحركي من خلال تنسيق الحركات الإرادية وغير الإرادية. تتلقى الخلايا العصبية الحركية داخل الحبل الشوكي إشارات من الدماغ وتنقلها إلى العضلات، مما يتيح حركات منسقة وأفعال منعكسة.

ج. ردود الفعل: الحبل الشوكي هو المسؤول عن توليد ردود الفعل، وهي استجابات سريعة وغير إرادية للمنبهات. تسمح الأقواس المنعكسة للجسم بالاستجابة بسرعة للمواقف الضارة المحتملة دون الحاجة إلى تفكير واعي أو مشاركة الدماغ. د. الوظائف اللاإرادية: يساهم الحبل الشوكي أيضًا في الوظائف اللاإرادية، مثل التحكم في معدل ضربات القلب وضغط الدم والهضم والتحكم في المثانة. تنظم الأعصاب اللاإرادية داخل الحبل الشوكي هذه العمليات الجسدية الأساسية.

كيف يمكنني الحفاظ على صحة الحبل الشوكي؟
يمكنك الحفاظ على صحة الحبل الشوكي والعمود الفقري والظهر بالكامل من خلال ممارسة العادات الصحية. يمكنك:

تناول نظامًا غذائيًا مغذيًا يتكون من الفواكه والخضروات والحبوب الكاملة- والدهون الصحية والبروتينات الخالية من الدهون.
- ممارسة التمارين الرياضية باستمرار، مع مزيج من الأنشطة الهوائية والتقوية والتمدد.
- ممارسة الوضعية الجيدة وتجنب الانحناء أثناء الجلوس أو الوقوف.
- الإقلاع عن التدخين واستخدام منتجات التبغ الأخرى. النوم في أوضاع تدعم - المنحنى الطبيعي لرقبتك وأسفل ظهرك. -
- المشي كثيرًا وخذ فترات راحة طوال اليوم.-
- الحد من تعاطي الكحول وتجنب استخدام الأدوية الترويحية.

Like many systems in your body, it is formed from many parts. The Nervous system has two main parts: the Central Nervous System(CNS) and the Peripheral Nervous System (PNS).

The brain and Spinal Cord are the two major parts that form CNS. The brain is the main part of the nervous system. The spinal cord sends two main things to two different parts. It sends sensory information from your body to the brain, sends motor commands from the brain to the body, and coordinates reflexes.

PNS is part of the nervous system which is located outside the brain and spinal cord. It relays signals from the brain and spinal cords to all your body organs as organs, arms, legs, fingers, and toes. It consists of two main parts, the Somatic nervous system and the Autonomic nervous system.

The somatic nervous system controls your body's voluntary work( the moves that are under your control). Autonomic Nervous system controls Involuntary movements (the moves that aren’t under our control)

Until now, we explained the nervous system and the most essential parts of this system and their main functions.

مثل العديد من الأجهزة في جسمك، فهي تتكون من أجزاء. يتكون الجهاز العصبي من جزأين رئيسيين: الجهاز العصبي المركزي (CNS) والجهاز العصبي المحيطي (PNS).

الدماغ والحبل الشوكي هما الجزءان الرئيسيان اللذان يشكلان الجهاز العصبي المركزي. الدماغ هو الجزء الرئيسي من الجهاز العصبي. يرسل الحبل الشوكي شيئين رئيسيين إلى جزأين مختلفين. فهو يرسل المعلومات الحسية من جسمك إلى الدماغ، ويرسل الأوامر الحركية من الدماغ إلى الجسم، وينسق ردود الفعل.

الجهاز العصبي المحيطي هو جزء من الجهاز العصبي الذي يقع خارج الدماغ والحبل الشوكي. فهو ينقل الإشارات من الدماغ والحبل الشوكي إلى جميع أعضاء الجسم مثل الأعضاء والذراعين والساقين وأصابع اليدين والقدمين. ويتكون من جزأين رئيسيين، الجهاز العصبي الجسدي Somatic nervous system و الجهاز العصبي اللاإرادي Autonomic nervous system . يتحكم الجهاز العصبي الجسدي في العمل الإرادي لجسمك (الحركات التي تقع تحت سيطرتنا). يتحكم الجهاز العصبي اللاإرادي في الحركات اللاإرادية (التحركات التي ليست تحت سيطرتنا)

حتى هنا قمنا بشرح ما هو الجهاز العصبي وما هي أهم أجزاء هذا الجهاز ووظائفها الرئيسية.

part 2

References:
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK544267/ #:~:text=The three primary roles of,the brain%2C and coordinate reflexes

https://my.clevelandclinic.org/health/articles/21202-nervous-system

https://my.clevelandclinic.org/health/body/23123-peripheral-nervous-system-pns

𝘽𝙚𝙡𝙤𝙬 𝙛𝙤𝙧 𝙀𝙉𝙂𝙇𝙄𝙎𝙃...
تشير الدراسات إلى أن حوالي 36 مليون شخص في جميع أنحاء العالم يعانون من العمى ، ومعظمهم يكونون مصابون بحالات يمكن علاجها مثل إعتام عدسة العين. أما عن الباقين فقد يعانون من أمراض لم يتم اكتشاف لها علاج حتى الآن.
ومع ذلك ، فكما نعلم أن لا يوجد للعلم حدود، عمل العديد من العلماء على تجريب واختبار طرق جديدة لعلاج العمى. أحد الإجراءات المقترحة هو استخدام العيون الاصطناعية، حيث يرتدي المريض نظارات خاصة مثبتة بكاميرا فيديو صغيرة. تنقل هذه الكاميرا تعليمات حول الصورة المعروضة إلى شريحة متصلة بشبكية العين ، والتي بدورها ستحفز ألياف العصب الشبكي لإرسال إشارات إلى الدماغ بحيث يتم إنتاج الصورة ويكون الشعور "بالبصر" محسوس. طريقة أخرى مقترحة هي العلاج الجيني حيث يقوم العلماء بتغيير خلايا المستقبلات البصرية المختلة وظيفيًا لاستعادة حساسيتها للضوء ، والتي يمكن أن تساعد في إيجاد علاج فعال للعمى المرتبط وراثيًا.

Studies show that around 36 million people all over the world are suffering from blindness, with most of them acquiring treatable conditions such as cataracts. The remaining have been reported to suffer from conditions that have no discoverable treatment yet.
However, as we know it, there is no limit to advanced medicine and numerous scientists have been working their fingers to the bone trying out and testing new approaches to treat blindness. One suggested procedure is the use of 𝗽𝗿𝗼𝘀𝘁𝗵𝗲𝘁𝗶𝗰 or 𝗕𝗶𝗼𝗺𝗶𝗰 𝗲𝘆𝗲𝘀, where the patient wears special glasses mounted with a 𝘮𝘪𝘯𝘪 𝘷𝘪𝘥𝘦𝘰 𝘤𝘢𝘮𝘦𝘳𝘢. This camera transmits instructions about the viewed image to a processor chip attached to the retina of the eye, which in turn would stimulate the retinal nerve fibers to send impulses to the human brain so that an image is produced and the feeling of “𝙨𝙞𝙜𝙝𝙩” is perceived. Another proposed method is gene therapy where scientists genetically alter dysfunctional Photoreceptors cells (AKA 𝘭𝘪𝘨𝘩𝘵 𝘳𝘦𝘤𝘦𝘱𝘵𝘰𝘳𝘴 𝘰𝘧 𝘵𝘩𝘦 𝘦𝘺𝘦) to restore their sensitivity to light, which could prove an effective treatment for genetically-associated 𝗯𝗹𝗶𝗻𝗱𝗻𝗲𝘀𝘀.