stanford-oval/wikipedia huggingface dataset:
نوسان عصبی
مکانیسم ها > خواص شبکه

صرف نظر از خواص ذاتی نورون، خواص شبکه عصبی بیولوژیکی نیز یک منبع مهم فعالیت نوسان است. نورون‌ها از طریق سیناپس با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند و زمان‌بندی قطارهای سنبله در نورون‌های پسین پدید می‌آید. بسته به خواص اتصال، از قبیل استحکام اتصال، تأخیر زمانی و اینکه آیا اتصال موجب تحریک یا مهار است، قطارهای سنبله‌های نورون‌های متصل شده می‌توانند هماهنگ شوند. نورون‌ها به صورت محلی متصل می‌شوند و خوشه‌های کوچک تشکیل می‌شوند که گروه‌های عصبی نامیده می‌شوند. ساختارهای شبکه فعالیت‌های نوسان خاصی را در فرکانس‌های مشخص تولید می‌کنند. برای مثال، فعالیت‌های عصبی توسط دو جمعیت از سلول‌های مهار کننده و تحریک کننده مرتبط با یکدیگر می‌توانند نوسانات خود به خود را نشان دهند که توسط مدل ویلسون-کوان توصیف می‌شود.
اگر گروهی از نورون‌ها در فعالیت نوسان همگام درگیر شوند، گروه عصبی می‌تواند به عنوان یک نوسانگر به صورت ریاضی نمایان شود. گروه‌های عصبی مختلف از طریق اتصالات طولانی مدت پیوند داده می‌شوند و یک شبکه از اسیلاتورهای ضعیف مرتبط در مقیاس فضایی را تشکیل می‌دهند. اسیلاتورهای ضعیف می‌توانند طیف وسیعی از دینامیک را شامل نوسان کنند. اتصالات طولانی مدت بین ساختارهای مختلف مغز، مانند تالاموس و قشر مغز (با توجه به نوسانات تالاموکورتیک)، با توجه به سرعت هدایت سریع اکسونها، تأخیر زمانی را شامل می‌شوند. از آنجا که بیشتر اتصالات متقابل هستند، آن‌ها حلقه‌های برگشت‌پذیر را پشتیبانی می‌کنند که فعالیت‌های نوسانی را توجیه می‌کنند. نوسانات ثبت شده از مناطق مختلف قشر می‌توانند همگام سازی شوند تا شبکه‌های بزرگ مغزی تشکیل دهند که دینامیک و قابلیت اتصال آن‌ها را می‌توان با استفاده از تحلیل طیفی و اقدامات علیت گرنجر مورد بررسی قرار داد. فعالیت منسجم فعالیت مغز در مقیاس بزرگ می‌تواند پیوندهای پویا بین ارایه‌های مغز برای ادغام اطلاعات توزیع شود.
مکانیسم ها > مدل‌سازی عصبی

علاوه بر تداخل مستقیم سیناپسی مستقیم بین نورون‌ها که یک شبکه را تشکیل می‌دهند، فعالیت نوسانی توسط نورومودولاتورها در مقیاس زمان بسیار کندتر تنظیم می‌شود. بدین معنی است که سطوح غلظت برخی از انتقال دهنده‌های عصبی برای تنظیم مقدار فعالیت نوسانی شناخته شده‌است. به عنوان مثال، غلظت GABA به‌طور پیوسته با فرکانس نوسانات در محرک‌های القا شده ارتباط دارد. تعدادی از هسته‌ها در ساقه مغز و در همه سطوح مغز تأثیر می‌گذارند که تأثیر بالای انتقال دهنده‌های عصبی مانند نوراپی نفرین، استیل کولین و سروتونین را نشان می‌دهد. این سیستم‌های انتقال دهنده عصبی بر وضعیت فیزیولوژیکی، مانند بیداری یا تحریک، تأثیر می‌گذارد و تأثیر مشخصی روی دامنه امواج مغزی مختلف مانند فعالیت آلفا دارد.
شرح ریاضی

اغلب نوسانات را می‌توان با استفاده از ریاضی توصیف و تحلیل کرد. ریاضیدانان چندین مکانیزم دینامیکی را شناسایی کرده‌اند که ریتمیکایی را تولید می‌کنند. در میان مهم‌ترین نوسانگرهای هارمونیک (خطی)، نوسانگرای سیکل محدود و نوسانگرهای بازخورد با تأخیر است. نوسانات هارمونیک به‌طور طبیعی در طبیعت به نظر می‌رسد - نمونه‌هایی از امواج صوتی، حرکت یک آونگ و ارتعاشات هر نوع است. آن‌ها به‌طور کلی هنگامی به وجود می‌آیند که یک سیستم فیزیکی با درجهٔ کوچک از حالت انرژی حداقل تحریک می‌شود و به‌طور ریاضی به خوبی درک می‌شود. نوسانگرهای هارمونیک مبتنی بر نویز به‌طور واقعی شبیه‌سازی ریتم آلفای در EEG بیداری و نیز امواج آهسته و اسپیندل در EEG خواب است. الگوریتم‌های تحلیل EEG موفقیت‌آمیز بر اساس چنین مدل‌هایی بود. چندین اجزای EEG بیشتر با نوسانات محدودیت یا بازخورد بازخورد توصیف می‌شوند. نوسانات چرخهٔ محدودی از سیستم‌های فیزیکی ناشی می‌شود که انحرافات زیادی از تعادل نشان می‌دهد، در حالی که نوسانات بازخورد تأخیر زمانی رخ می‌دهد که مؤلفه‌های یک سیستم پس از تأخیر زمانی معنی داری را تحت تأثیر قرار می‌دهند. نوسانات چرخه محدود می‌تواند پیچیده باشد اما ابزارهای ریاضی قدرتمند برای تحلیل آن‌ها وجود دارد؛ ریاضیات نوسانات بازخورد تأخیری در مقایسه با ابتدایی است. نوسانگرهای خطی و اسیلاتورهای چرخه محدود، به لحاظ کیفی تفاوت در نحوه پاسخ آن‌ها به نوسانات ورودی است. در یک نوسانگر خطی، فرکانس بیشتر یا کمتر ثابت است، اما دامنه آن می‌تواند به شدت متفاوت باشد. در یک اسیلاتور چرخه محدود، دامنه تمایل دارد بیشتر یا کمتر ثابت باشد، اما فرکانس می‌تواند به شدت متفاوت باشد. یک ضربان قلب، نمونه ای از نوسانات چرخه محدود است که فرکانس ضربه‌ها به‌طور گسترده‌ای متفاوت است، در حالی که هر ضربات فردی همچنان به مقدار مشابه خون پمپ می‌کند.
مدل‌های محاسباتی انواع انتزاعی را برای توصیف دینامیکی نوسان نوسانی مشاهده شده در فعالیت مغز اتخاذ می‌کنند. بسیاری از مدل‌ها در این زمینه استفاده می‌شوند، هر کدام در یک سطح متفاوت انتزاع تعریف شده و سعی می‌کنند جنبه‌های مختلف سیستم‌های عصبی را مدل کند. آن‌ها از مدل‌های رفتار کوتاه مدت نورون‌های فردی، از طریق مدل‌هایی از چگونگی پویایی مدارهای عصبی حاصل از تعاملات بین نورون‌های فردی، به مدل‌های رفتار چگونه می‌توانند از ماژول‌های عصبی انتزاعی که نشان دهنده زیر سیستم‌های کامل هستند، به وجود آورند.
شرح ریاضی > مدل نورون تک

یک مدل از یک نورون بیولوژیکی یک توصیف ریاضی از خواص سلول‌های عصبی یا نورون‌ها است که برای توصیف و پیش‌بینی فرایندهای بیولوژیکی دقیق طراحی شده‌است. مدل موفقیت‌آمیز از نورون‌ها، مدل Hodgkin-Huxley، بر اساس داده‌های آکسون غول پیکر ماهی مرکب است. این مجموعه ای از معادلات دیفرانسیل معمولی غیر خطی است که تقریباً ویژگی‌های الکتریکی یک نورون، به ویژه تولید و انتشار پتانسیل‌های عمل است. این مدل بسیار دقیق است و هودگکین و هاکسلی جایزه نوبل سال ۱۹۶۳ در فیزیولوژی یا پزشکی را برای این کار دریافت کردند.
ریاضیات مدل هاجکین-هاکسلی کاملاً پیچیده‌است و چندین روش ساده مانند مدل فیتزوخ-ناگووم و مدل هندی-رول ارائه شده‌است. چنین مدلهایی فقط دینامیک پایه عصبی را جذب می‌کنند، مانند ریتمیک و لرزش، اما کارایی بیشتری در محاسبات دارند.
شرح ریاضی > مدل اسپایکینگ

یک مدل شبکه عصبی، جمعیتی از نورون‌های متصل شده فیزیکی یا گروهی از نورون‌های متمایز را توصیف می‌کند که ورودی‌ها یا اهداف سیگنال یک مدار قابل تشخیص را تعریف می‌کنند. این مدل‌ها به منظور توصیف نحوه پویایی مدارهای عصبی از اثر متقابل بین نورون‌های فردی، هدف می‌گیرند. تعاملات محلی بین نورون‌ها می‌تواند منجر به هماهنگ سازی فعالیت اسپایکینگ شود و اساس فعالیت‌های نوسان را تشکیل دهد. به‌طور خاص، مدل‌های سلول‌های هرمی در تعامل و اینترنورونهای مهار شده برای تولید ریتم‌های مغزی مانند فعالیت گاما نشان داده شده است.
شرح ریاضی > مدل توده عصبی

مدل‌های میدان عصبی یکی دیگر از ابزار مهم در مطالعه نوسان عصبی هستند و یک چارچوب ریاضی هستند که تکامل متغیرهایی مانند سرعت متوسط شلیک در فضا و زمان را توصیف می‌کند. در مدل‌سازی فعالیت تعداد زیادی از نورون‌ها، ایده مرکزی این است که چگالی نورون‌ها را به محدوده پیوسته برسانیم، که در نتیجه شبکه‌های عصبی پیوسته پیوسته‌است. به جای مدل‌سازی نورون‌های فردی، این روش تقریباً یک گروه نورونی را با خواص متوسط و تعاملات آن تقسیم می‌کند. این بر اساس رویکرد میانگین میدانی، منطقه ای از فیزیک آماری است که با سیستم‌های بزرگ مقیاس در ارتباط است. مدل‌های مبتنی بر این اصول برای ارائه شرح ریاضی نوسان‌های عصبی و ریتم‌های EEG مورد استفاده قرار گرفته‌اند. به عنوان مثال آن‌ها برای بررسی توهم‌های بصری مورد استفاده قرار می‌گیرند.
شرح ریاضی > مدل کوراموتو

مدل کومانتو از نوسانگرهای فاز متحرک یکی از مدل‌های انتزاعی و اساسی مورد استفاده برای بررسی نوسانات عصبی و هماهنگ سازی است. این فعالیت یک سیستم محلی (به عنوان مثال یک گروه نورون یا مجموعه عصبی) را به تنهایی توسط مرحله دایره ای آن تکه‌تکه می‌کند و از این رو دامنه نوسانات (دامنه ثابت) را نادیده می‌گیرد. تعاملات میان این نوسانگرها به وسیلهٔ یک شکل جبری ساده (مانند یک تابع سینوسی) معرفی می‌شوند و در مجموع یک الگوی دینامیکی را در مقیاس جهانی ایجاد می‌کنند. مدل کوراموتو به‌طور گسترده‌ای مورد استفاده برای مطالعه فعالیت‌های مغناطیسی است و چندین extensions ارائه شده‌است که باعث افزایش قابلیت اطمینان عصبی خود، به ویژه با ترکیب ویژگی‌های توپولوژیکی اتصال کورتنی محلی. به‌طور خاص، آن را شرح می‌دهد که چگونه فعالیت یک گروه از نورون‌های تعامل می‌تواند هماهنگ و تولید نوسانات در مقیاس بزرگ. شبیه‌سازی با استفاده از مدل کروموتو با ارتباط واقعی کروماتیک دراز مدت و تعامل با تأخیر زمانی، ظهور نوسان‌های الگوی آرام را نشان می‌دهد که نقشه‌های عملکردی BOLD حالت استراحت را بازتولید می‌کند که می‌تواند با استفاده از fMRI اندازه‌گیری شود.
الگوهای فعالیت

هر دو نورون مجزا و گروهی از نورون‌ها می‌توانند فعالیت نوسانی را به‌طور خودبخودی تولید کنند. علاوه بر این، ممکن است واکنش نوسانی به ورودی ادراکی یا خروجی موتور نشان دهند. بعضی از انواع نورون‌ها به صورت ریتمیک در صورت عدم وجود ورودی‌های سیناپسی، به وجود می‌آیند. به همین ترتیب، فعالیت مغز گسترده فعالیت فعالیت نوسان را نشان می‌دهد در حالی که افراد در هیچ فعالیتی دخالت نمی‌کنند، به اصطلاح فعالیت‌های حالت استراحت. این ریتم‌های در حال انجام می‌توانند در پاسخ به ورودی ادراکی یا خروجی موتور تغییری پیدا کنند. فعالیت نوسانی ممکن است با افزایش یا کاهش فرکانس و دامنه پاسخ دهد یا وقفه موقت را نشان دهد که به عنوان بازنشانی فاز اشاره شده‌است. علاوه بر این، فعالیت‌های خارجی ممکن است در همه فعالیت‌های در حال انجام فعالیت نداشته باشد و منجر به پاسخ اضافی شود.
دامنه فعالیت نوسانی مداوم بین t1 و t2 افزایش یافته‌است.
فرکانس فعالیت نوسانی مداوم بین t1 و t2 افزایش یافته‌است.
فعالیت به صورت خطی به فعالیت‌های نوسان جاری بین t1 و t2 اضافه می‌شود.
فاز فعالیت نوسان جاری در t1 ریست می‌شود.
الگوهای فعالیت > فعالیت فعلی

فعالیت خود به خودی فعالیت مغزی است در غیاب یک کار صریح، مانند ورودی حسی یا خروجی موتور، و از این رو نیز به عنوان فعالیت حالت استراحت اشاره دارد. این مخالفت با فعالیت القا شده‌است، یعنی فعالیت مغزی که توسط محرک‌های حسی یا پاسخ‌های حرکتی به وجود می‌آید. فعالیت مغز در حال انجام اصطلاح در استفاده های کامپیوتری و magnetoencephalography برای آن دسته از اجزا سیگنال است که با پردازش یک همراه نیست محرک یا از وقوع حوادث خاص دیگر، مانند در حال حرکت بخشی از بدن، حوادث یعنی که فرم نیست پتانسیلهای برانگیخته / برانگیخته زمینه‌ها یا فعالیت القا شده‌است. فعالیت خود به خودی معمولاً به عنوان سر و صدایی در نظر گرفته می‌شود اگر کسی علاقه‌مند به پردازش محرک باشد؛ با این حال، فعالیت خود به خودی در نظر گرفته می‌شود که نقش مهمی در رشد مغز، مانند تشکیل شبکه و synaptogenesis. فعالیت خودبخودی ممکن است در مورد وضعیت ذهنی فعلی فرد (مانند بیداری، هشیاری) و اغلب در تحقیقات خواب استفاده شود. برخی از انواع فعالیت‌های نوسان مانند امواج آلفا بخشی از فعالیت خودبخودی هستند. تجزیه و تحلیل آماری از نوسانات قدرت فعالیت آلفا نشان می‌دهد توزیع دوگانه، به عنوان مثال حالت بالا و پایین دامنه، و از این رو نشان می‌دهد که فعالیت حالت استراحت نه تنها یک فرایند سر و صدا را منعکس می کند. در مورد fMRI، نوسانات خود به خودی در سیگنال وابسته به سطح اکسیژن (BOLD) نشان دهنده الگوهای همبستگی است که با شبکه‌های حالت استراحت مرتبط هستند، مانند شبکه پیش فرض. تکامل زمانی شبکه‌های حالت استراحتی با نوسانات فعالیت EEG نوسان در باند فرکانس‌های مختلف مرتبط است.
فعالیت مغز در حال انجام نیز ممکن است نقش مهمی در ادراک داشته باشد، زیرا ممکن است با فعالیت مرتبط با محرک‌های ورودی ارتباط برقرار کند. در واقع، مطالعات EEG نشان می‌دهد که ادراک بصری وابسته به فاز و دامنه نوسانات کورتنی است. به عنوان مثال، دامنه و فاز فعالیت آلفا در لحظه تحریک بصری پیش‌بینی می‌کند که آیا یک محرک ضعیف با موضوع درک می‌شود.
الگوهای فعالیت > پاسخ فرکانس

در پاسخ به ورودی، یک گروه نورونی یا عصبی ممکن است فرکانسی را که در آن نوسان می‌کند، تغییر دهد، بنابراین نرخ سرعت تغییر می‌کند. اغلب میزان شلیک نورون به فعالیت خلاصه شده بستگی دارد. تغییرات فرکانس نیز معمولاً در ژنراتورهای الگو مرکزی دیده می‌شود و به‌طور مستقیم با سرعت فعالیت‌های حرکتی، مانند فرکانس گشت در راه رفتن، ارتباط دارد. با این حال، تغییرات در فرکانس نوسان نسبی بین مناطق مختلف مغز بسیار رایج نیست، زیرا فرکانس فعالیت‌های نوسانی اغلب با تأخیر زمانی در ناحیه مغز مرتبط است.
الگوهای فعالیت > تنظیم مجدد فاز

تنظیم مجدد فاز زمانی رخ می‌دهد که ورودی به یک گروه نورونی یا عصبی فاز نوسانات جاری را بازنشانی کند. این در عصب‌های تک سلولی بسیار رایج است که زمانبندی سنبله به ورودی عصبی تنظیم می‌شود (یک نورون ممکن است با تأخیر ثابت در پاسخ به ورودی دوره ای، که به عنوان قفل فاز نامیده می‌شود، افزایش یابد) و همچنین ممکن است در گروه‌های عصبی رخ دهد فازهای نورونی آن‌ها به‌طور همزمان تنظیم می‌شوند. تنظیم مجدد فاز برای هماهنگ سازی نورون‌های مختلف یا مناطق مختلف مغز اساسی است چون زمان شمع‌ها می‌تواند به فاز فعال شدن سایر نورون‌ها تبدیل شود.
بازنشستگی فاز همچنین اجازه مطالعه فعالیت ناشی از تحریک شده را می‌دهد، اصطلاحی که در الکتروانسفالوگرافی و مغناطیس فالوگرافی برای پاسخ به فعالیت مغز استفاده می‌شود که به‌طور مستقیم مرتبط با فعالیت‌های مرتبط با محرک است. پتانسیلهای تحریک شده و پتانسیل مربوط به رویداد از طریق الکتروانسفالوگرام به وسیله محاسبه محرک محور به دست می‌آید، به‌طور میانگین، محاسبات مختلف در زمان‌های ثابت در اطراف ارائه یک محرک. به عنوان یک نتیجه، آن سیگنال‌های اجزاء که در هر اندازه‌گیری یکسان هستند، حفظ می‌شوند و همهٔ دیگر، یعنی فعالیت‌های در حال انجام یا خود به خودی، به‌طور میانگین می‌باشد. به عبارت دیگر، پتانسیل مربوط به رویداد تنها نشان دهنده نوسان در فعالیت مغز است که به محرک یا رویداد فاز قفل شده‌است. فعالیت‌های تحریک شده اغلب در نظر گرفته می‌شود که مستقل از فعالیت مغز در حال انجام است، اگر چه این یک بحث مداوم است.
الگوهای فعالیت > پاسخ دامنه

در کنار فعالیت‌های تحریک شده، فعالیت عصبی مربوط به پردازش محرک ممکن است منجر به فعالیت القا شود. فعالیت القا شده به مدولاسیون در فعالیت مغزی مداوم ناشی از پردازش محرک‌ها یا آماده‌سازی حرکت می‌پردازد. از این رو، آن‌ها منعکس‌کننده یک پاسخ غیرمستقیم در مقایسه با پاسخ‌های تحریک شده‌است. یک نوع مطالعاتی که به خوبی مورد مطالعه قرار گرفته‌است، تغییرات دامنه ای در فعالیت نوسان است. به عنوان مثال، فعالیت گاما اغلب در طول فعالیت‌های ذهنی افزایش می‌یابد، مانند نمایش دادن شیء. از آنجایی که پاسخهای القا شده ممکن است در مراحل مختلف در مراحل مختلف اندازه‌گیری شوند و بنابراین در طی میانگین، آن‌ها می‌توانند با استفاده از تجزیه و تحلیل فرکانس زمان انجام شوند. فعالیت‌های القا شده به‌طور کلی فعالیت‌های نورون‌های متعدد را نشان می‌دهد: تغییرات دامنه ای در فعالیت‌های نوسانی بواسطه هماهنگ سازی فعالیت‌های عصبی به وجود می‌آیند، به‌طور مثال از طریق هماهنگ سازی سنسورهای سنبله یا نوسانات بالقوه غشاء نورون‌های فردی. بنابراین افزایش فعالیت‌های نوسان در اغلب موارد به عنوان هماهنگ سازی مربوط به رویداد اشاره می‌شود، در حالی که کاهش آن‌ها به عنوان ناهنجاری مرتبط با رویداد اشاره می‌شود.
الگوهای فعالیت > مدولاسیون دامنهٔ نامتقارن

به تازگی پیشنهاد شده‌است که حتی اگر فازها در سراسر آزمایش‌ها ناهماهنگ باشند، فعالیت القایی ممکن است هنوز هم باعث ایجاد پتانسیل مرتبط با رویداد شود ، زیرا نوسانات مغزی ممکن است متقارن باشند و بنابراین تعدیلات دامنه می‌تواند تغییرات پایه ای را که به‌طور متوسط از بین نمی‌رود، را به وجود آورند. این مدل نشان می‌دهد که پاسخ‌های مربوط به رویدادهای آهسته مانند فعالیت نامتقارن آلفا می‌تواند منجر به تعدیل دامنه نوسان مغناطیسی نامتقارن مانند عدم تقارن جریان‌های درون سلولی شود که به سمت پایین حرکت می‌کنند. بر اساس این فرض، عدم تقارن در جریان دندریتیک باعث ایجاد عدم تقارن در فعالیت نوسانگر شناساییی شده توسط EEG و MEG می‌شود، زیرا جریان‌های دندریتیک در سلول‌های هرمی به‌طور کلی سیگنال‌های EEG و MEG تولید می‌کنند که می‌توانند در پوست سر اندازه‌گیری شوند.
نوسان‌های عصبی از منظر کدگذاری

در مبحث کدگذاری عصبی، فرضیه های کدگذاری‌ای (یعنی روش های تفسیر کدهای فعالیت نورونی) مبتنی بر فعالیت های نوسانی نورون‌ها پیشنهاد شده‌اند.
در این حوزه، نوسان های عصبی، نه ار بابت مکانیزم ایجاد این نوسان‌ها، بلکه از منظر دریافت کننده ی سیگنال ها (کدگذاری های حاصل در سمت گیرنده) معنا پیدا می‌کنند. به عبارت دیگر، بررسی این پرسش است که از دید مخابراتی و نظریه اطلاعاتی، این سیگنال‌ها (جنبه ی نوسانی آن‌ها) چگونه در تفسیر و کد گذاری سیگنال بکار می‌روند یا اهمیت پیدا می‌کنند.
به عنوان مثال، فاز شلیک یک نوع کدگذاری عصبی است که فرض می‌کند که تفسیر گیرنده، بر اساس کنار هم قراردادن نوسان‌های عصبی و شلیک‌های نورونی است.
کارکرد

هماهنگ سازی عصبی می‌تواند توسط محدودیت‌های کاری مانند توجه انجام شود و تصور می‌شود نقش مهمی در ویژگی اتصال ، ارتباطات عصبی، و هماهنگی موتورداشته باشد. نوسان‌های عصبی در دهه ۱۹۹۰ به موضوع داغ در علوم اعصاب تبدیل شد، زمانی که مطالعات سیستم دیداری مغز توسط‌گری خوانگر و دیگران انجام می‌شد از فرضیه اتصال عصبی حمایت می‌کرد. با توجه به این ایده، نوسانات همزمان در گروه‌های عصبی، نورون‌ها را به یکدیگر متصل می‌کنند که ویژگی‌های مختلف یک شی را نشان می‌دهند. به عنوان مثال، هنگامی که یک فرد به یک درخت نگاه می‌کند، نورون‌های قشر بصری نماینده تنه درخت و نورون‌هایی که شاخه‌های یک درخت مشابه را نشان می‌دهند، همگام سازی می‌شوند تا یک نمایش واحد درخت ایجاد شود. این پدیده بهتر است در پتانسیل‌های محلی دیده شود که منعکس‌کننده فعالیت همزمان در گروه‌های محلی نورون‌ها است، اما همچنین در ضبط EEG و MEG نشان داده شده‌است که شواهد افزایش یافته برای یک رابطه نزدیک بین فعالیت‌های نوسانی همزمان و انواع توابع شناختی.
کارکرد > ضربان قلب

سلول‌ها در گره سینوسی-دهلیزی، واقع در دهلیز راست قلب، خود به خود دپولاریزه می‌شوند در حدود ۱۰۰ بار در دقیقه. گرچه تمام سلول‌های قلب قادر به تولید پتانسیل‌های عمل هستند که موجب انقباض قلب می‌شوند، گره SA به‌طور معمول آن را آغاز می‌کند، به این دلیل که باعث می‌شود پتانسیل عمل‌ها کمی سریعتر از مناطق دیگر باشند. از این رو، این سلول‌ها ریتم طبیعی قلب را تولید می‌کنند و آن‌ها به‌طور مستقیم میزان ضربان قلب را کنترل می‌کنند. در غیاب کنترل عصبی و هورمونی بیرونی، سلول‌های گره SA به صورت ریتمیک تخلیه می‌شوند. گره SA به وسیله دستگاه عصبی خودگردان کنترل می‌شوند، که زیاد و کم شدن فرکانس شلیک خود به خودی سلول‌های ضربان ساز را تنظیم می‌کند.
کارکرد > ژنراتور الگو مرکزی

شلیک همزمان نورون‌ها اساس دستورات حرکتی دوره ای برای حرکات ریتمیک را تشکیل می‌دهند. این خروجی‌های ریتمیک توسط گروهی از نورون‌های تعاملی ایجاد می‌شوند که یک شبکه را تشکیل می‌دهند که به عنوان یک ژنراتور الگوی مرکزی نامیده می‌شود. ژنراتور الگوی مرکزی مدارهای نورونی است که وقتی فعال می‌شوند می‌توانند الگوهای حرکتی ریتمیک را در غیاب ورودی‌های حسی که اطلاعات مربوط به زمان‌بندی خاصی را حمل می‌کنند، تولید کند. نمونه‌هایی از آن راه رفتن، تنفس و شنا است. اکثر شواهد برای ژنراتورهای الگوی مرکزی از حیوانات پایین‌تر مانند مکنده ماهی می‌آیند،اما شواهدی نیز وجود دارد مبنی بر اینکه ژنراتور الگوی مرکزی در نخاع انسان است.
کارکرد > پردازش اطلاعات

عصبب به‌طور کلی مبنای انتقال اطلاعات در مغز است. برای چنین انتقال، اطلاعات باید در یک الگوی Spiking کد گذاری شود. انواع مختلف برنامه‌نویسی، مانند برنامه‌نویسی سرعت و برنامه‌نویسی زمانی ارائه شده‌است. نوسان‌های عصبی می‌توانند پنجره‌های دوره ای را ایجاد کنند که در آن اسپایک‌های ورودی تأثیر بیشتری بر نورون دارند، بنابراین مکانیزم برای رمزگشایی کدهای زمانی فراهم می‌شود.
کارکرد > ادراک

هماهنگ سازی شلیک نورون‌ها ممکن است به عنوان وسیله ای برای دسته‌بندی نورون‌های جدا شده فضایی که به محرک‌های مشابه پاسخ دهند، به منظور اتصال این پاسخ‌ها برای پردازش بیشتر مشترک، یعنی بهره‌برداری از هماهنگی زمانی برای رونویسی روابط باشد. ابتدا اما فرمول‌های تئوریک ترکیبی از فرضیه اتصال به هماهنگی ارائه شده‌است، اما بعد از آن شواهد تجربی گسترده‌ای از نقش بالقوه همخونی به عنوان یک کد ارتباطی پشتیبانی شده‌است.
نقش کاربردی فعالیت‌های نوسان همزمان در مغز عمدتاً در آزمایش‌هایی که بر روی بچه گربههای بیدار انجام شده و با چندین الکترود انجام شده در قشر بینایی انجام شده بود، تأیید شد. این آزمایش‌ها نشان می‌دهد که گروه‌های نورون‌های جدا شده فضایی در فعالیت‌های نوسان همزمان همزمان فعال شده توسط محرک‌های بصری. فرکانس این نوسان‌ها در محدوده ۴۰ است هرتز و از فعال سازی دوره ای ناشی از گرید متفاوت است، که نشان می‌دهد که نوسانات و هماهنگ سازی آن‌ها به دلیل تعاملات عصبی داخلی بوده‌است. یافته‌های مشابه به صورت موازی توسط گروه Eckhorn نشان داده شده‌است، و شواهد بیشتری را برای نقش کاربردی هماهنگ سازی عصبی در اتصال به ویژگی ارائه می‌کنند. از آن به بعد، مطالعات متعدد این یافته‌ها را تکرار کرده و آن‌ها را به روش‌های مختلف مانند EEG گسترش داده و شواهد گسترده‌ای از نقش کاربردی نوسانات گاما را در ادراک بصری ارائه می‌دهد.
ژیل لورنت و همکارانش نشان دادند که هماهنگ سازی نوسانگر نقش مهمی در ادراک بوی دارد. درک بوی‌های مختلف منجر به ایجاد زیر مجموعه‌های مختلف نورون‌های شلیک در مجموعه‌های مختلف چرخه نوسان می‌شود. این نوسانات را می‌توان با پیکروتوکسین مسدودکننده GABA مختل کرد و اختلال در هماهنگ سازی نوسانات منجر به اختلال در رفتارهای شیمیائی شبیه‌سازی شده در زنبورها می‌شود و همچنین واکنش‌های مشابه تر در برابر بوهای درون سلول‌های بتا لوب پایین دست. پیگیری‌های اخیر این کار نشان داده‌است که نوسانات پنجره‌های ادغام دوره ای برای سلول‌های کنیون در بدن قارچ حشرات ایجاد می‌کنند، به طوری که شمع‌های ورودی از لبه انتنال در فعال شدن سلول‌های کنیون تنها در مراحل خاص چرخه نوسان مؤثر هستند.
به نظر می‌رسد نوسان‌های عصبی نیز به معنای زمان و در درک سوماوزنسوری باشند. با این حال، یافته‌های اخیر بر خلاف یک کارکرد ساعت مانند نوسانات گاما قشر استدلال می‌کنند.
کارکرد > حافظه

نوسان عصبی، به ویژه فعالیت تتا، به‌طور گسترده‌ای با عملکرد حافظه ارتباط دارد. ریتم تتا در حین یادگیری و بازیابی حافظه در هیپوکمپ و قشر نفوذی مغز بسیار قوی است و اعتقاد بر این است که ایجاد پتانسیل عمل طولانی مکانیسم بالقوه سلولی برای یادگیری و حافظه است. یادگیری و حافظه به اتصال بین موج‌های تتا و گاما بستگی دارد خصوصاً حافظه رویدادی . هماهنگی خوب بین نورون‌ها باعث بهبود حافظه می‌شود.
کارکرد > خواب(HVLF) و هوشیاری(HFLV)

خواب یک حالت طبیعی است که در آن هوشیاری کم است که به دوره‌های حرکت سریع چشم (REM) و حرکت حرکت چشم غیر سریع (NREM) تقسیم می‌شود. مراحل خواب با ویژگی طیفی EEG مشخص می‌شوند: به عنوان مثال مرحله N1 به انتقال مغز از امواج آلفا (معمول در حالت بیداری) به امواج تتا اشاره می‌کند، در حالی که مرحله N3 (خواب عمیق یا آهسته) با حضور امواج دلتا. نظم معمول مراحل خواب N1 → N2 → N3 → N2 → REM است.
کارکرد > توسعه

نوسانات عصبی ممکن است در توسعه عصبی نقش داشته باشد. به عنوان مثال، امواج شبکیه ای دارای ویژگی‌هایی هستند که اتصال زود هنگام مدار و سیناپس‌ها را بین سلول‌های شبکیه تعریف می‌کنند.
آسیب‌شناسی

انواع خاصی از نوسان‌های عصبی نیز ممکن است در شرایط پاتولوژیک، مانند بیماری پارکینسون یا صرع ظاهر شوند. این نوسانات پاتولوژیک اغلب به دلیل نوسان‌های غیرطبیعی نورون‌ها است. به عنوان مثال، یکی از انواع شناخته شده‌ترین نوع نوسانات نوسان اسپایک است که به‌طور معمول در صرع عمومی رخ می‌دهد.
آسیب‌شناسی > لرزش

لرزش یک حرکت غیرمستقیم، تا حدودی ریتمیک، انقباض عضلانی و آرامش است که شامل حرکات حرکتی یک یا چند قسمت بدن است. و می‌تواند بر روی دست‌ها، چشم‌ها، صورت، سر، تارهای صوتی و پاها تأثیر بگذارد. بیشتر لرزش‌ها در دست رخ می‌دهد. در برخی افراد، لرزش علائم دیگری از اختلالات عصبی است. انواع مختلف لرزش شناسایی شده‌اند مانند ترمور ضروری یا لرزش پارکینسونی. استدلال می‌شود که لرزش‌ها احتمالاً مولتی فاکتوریل هستند و از طریق نوسان‌های عصبی در سیستم‌های عصبی مرکزی و مکانیسم‌های محیطی مانند رزونانس حلقه رفلکس پدید می آیند.
آسیب‌شناسی > صرع

صرع یک اختلال مزمن عصبی است که به عنوان تشنج شناخته می‌شود. این تشنج نشانه‌های گذرا یا علائم فعالیت غیرطبیعی، بیش از حد نرون‌ها در مغز است.
کاربردها > نقطه پایان بالینی

نوسان‌های عصبی به چندین دارو که بر فعالیت مغز تأثیر می‌گذارند حساس هستند. بنابراین نشانگر های زیستی مبتنی بر نوسان عصبی به عنوان نقطه پایانی در مطالعات بالینی و در مقادیر کمی در مطالعات قبل از بالینی ظهور می‌کنند. این نشانگرهای زیست شناختی اغلب به نام "بیومارکرهای EEG" یا "بیومارکرهای نورولوژیکی" نامگذاری شده‌اند و با استفاده از الکتروانسفالوگرافی کمی (qEEG) اندازه‌گیری می‌شوند.
کاربردها > رابط مغز و رایانه(BCI)

نوسان عصبی به عنوان یک سیگنال کنترل در واسط مغز و رایانه (BCI) می‌باشد . برای مثال، رابط کاربری BCI غیر تهاجمی را می‌توان با قرار دادن الکترود روی پوست سر و سپس اندازه‌گیری سیگنال‌های الکتریکی ضعیف راه اندازی کرد. اگرچه فعالیت‌های نورونی فردی را از طریق BCI غیر تهاجمی نمی‌توان به خوبی انداره‌گیری کرد، زیرا جمجمه خم می‌شود و سیگنال‌های الکترومغناطیسی را مختل می‌کند، اما فعالیت‌های نوسانی هنوز هم قابل اعتماد است.
به‌طور خاص، برخی از اشکال BCI به کاربران امکان کنترل دستگاه را با اندازه‌گیری دامنه فعالیت نوسان در باند فرکانس خاص میدهد.
مثال ها

لیستی غیرمستقیم از انواع فعالیت‌های نوسان در سیستم عصبی مرکزی:
موج دلتا
موج تتا
موج آلفا
موج مو
موج بتا
موج گاما
امواج PGO
اسپیندل خواب
چرخه قلبی
برای مطالعهٔ بیشتر

Buzsáki, György (2006). Rhythms of the Brain. Oxford University Press. ISBN 978-0-19-530106-9.
Freeman, Walter (1975). Mass Action in the Nervous System. Academic Press. ISBN 978-0-12-412047-1. https://web.archive.org/web/20150705004813/http://sulcus.berkeley.edu/MANSWWW/MANSWWW.html
الگوی شلیک تونیک از نورون تک که نشان دهنده فعالیت عجیب و غریب ریتمیک است
شبیه‌سازی که نشانگر رفتار معمولی انفجاری است: ریتم سریع ایجاد شده توسط اسپایک های فردی و ریتم آهسته‌تر تولید شده توسط انفجار.
شبیه‌سازی یک مدل توده عصبی نشان می‌دهد که شبکه در طی شروع تشنج ناگهانی است. همان‌طور که A افزایش می‌یابد، شبکه شروع به نوسان در 3Hz می‌کند.
شبیه‌سازی مدل کوراموتو که هماهنگ سازی عصبی و نوسان‌های در میدان متوسط را نشان می‌دهد
دست نوشته شخصی مبتلا به بیماری پارکینسون که نشان دهنده فعالیت لرزش حرکتی در سکته مغزی است
اسپیکر 3Hz و موج تخلیه عمومی نشان دهنده فعالیت تشنج است