Was ist das Elektroenzephalogramm? (EEG)
Messtechnik zur Beurteilung der allgemeinen Aktivität der Großhirnrinde
Wer war der erste der das EEG für den Menschen das erste Mal beschrieb?
Hans Berger
Was beobachtete Hans Berger bei seinem Sohn ?
dass das EEG im Wachzustand anders als im Schlafzustand aussieht
Wozu werden EEGs heute verwendet?
zur Diagnostik bestimmter neurologischer Zustände und zu Forschungszwecken
Warum ist das EEG eine besonders simple Methode?
sie ist schmerzlos und nicht invasiv
Wie funktioniert ein EEG?
Elektroden = Kabel, die am Kopf mit Klebeband fixiert werden
um eine Ableitung mit möglichst wenig Widerstand zu gewährleisten, wird eine leitfähige Substanz auf die Kabel gegeben
an den Ableitungspunkten werden zwei Dutzend Elektroden fixiert, die mit Verstärkern und einem Computer verbunden sind
Messung von geringfügigen Spannungsschwankungen zwischen verschiedenen Elektrodenpaaren - werden durch simultane Wellenlinien angezeigt
mithilfe des entsprechenden Elektrodenpaars werden dann unterschiedliche Hirnregionen untersucht
Welcher Teil des Nervensystems ruft die Schwankungen im EEG hervor?
Potenziale, die bei Erregung der Dendriten zahlreicher Pyramidenzellen im Cortex auftreten
müssen mehrere Schichten durchdringen, um die Elektroden zu erreichen
Hirnhäute
Flüssigkeit
Schädelknochen
Kopfhaut
gleichzeitige Aktivierung mehrerer tausend Neuronen nötig
Wovon ist die Amplitude des EEG-Signals abhängig?
wie synchron die Aktivität der Neuronen unter der Elektrode ist
Was entsteht aus der gleichzeitigen Erregung einer Gruppe von Neuronen?
ein großes Oberflächensignal
Was passiert, wenn jede Zelle zeitlich versetzt die gleiche Erregungsmenge empfängt?
die summierten Signale sind geringer und unregelmäßig
-> weder Anzahl, noch Gesamtaktivität,
-> sondern ZEITPUNKT der Aktivierung verändert
Was geschieht, wenn die synchrone Erregung dieser Zellgruppe immer wieder aufs Neue wiederholt wird?
es entsteht ein EEG mit großen, rhythmischen Wellen
Wie können Rhythmen der Hirnrinde alternativ auch noch aufgezeichnet werden?
mit der Magnetoenzephalografie (MEG)
Wo wird die MEG-Ableitung durchgeführt?
in einem speziell abgeschirmten Raum, der weitgehend frei von magnetischen Störsignalen ist
Womit erfolgt die MEG-Messung?
mit einem Gerät, dessen hochempfindlichen magnetischen Detektoren mit flüssigem Helium auf -269 Grad Celsius heruntergekühlt werden
Wozu dient das MEG besonders gut bzw schlecht?
zur Lokalisierung der Quellen neuronaler AKtivität, besonders, wenn sich diese im Hirninneren befinden
es kann ebenso wie das EEG rasche Schwankungen neuronaler Aktivität aufzeichnen, die zu schnell für andere Verfahren sind
schlechtere räumliche Auflösung
Was ist ein weiterer wichtiger Unterschied zwischen EEG und MEG von fMRT und PET?
EEG und MEG messen die Aktivität von Neuronen direkt
PET und fMRT registrieren Veränderungen im Blutstrom oder Stoffwechsel
Wo wird das MEG momentan vor allem eingesetzt?
experimentelle Studien zum Gehirn und kognitiven Funktionen
Hilfsmittel bei der Diagnostik von Epilepsie und Sprachstörungen
Womit korrellieren EEG-Rhythmen?
mit bestimmten Verhaltenszuständen (Aufmerksamkeit, Schlafen) oder Pathologien (Krampfanfällen, Koma)
Welche Rhythmen kann das Gehirn generieren?
< 0,05 Hz und > 500 Hz
Welches sind die wichtigsten Rhythmen und wie werden sie eingeteilt?
Delta-Rhythmen
Theta-Rhythmen
Alpha-Rhythmen
My-Rhythmen
Beta-Rhythmen
Gamma-Rhythmen
langsam
über dem okzipitalen Cortex am größten
über motorischen und somatosensorischen Arealen größer
schnell
< 4 Hz
4-7 Hz
8-12 Hz
ähnliche Frequenz wie Alpha-Rhythmen
13-30 Hz
30-90 Hz
Tiefschlafphase
Schlaf- und Wachzustand
Ruhe- und Wachzustand mit geschlossenen Augen
Bearbeitung anspruchsvoller Aufgaben oder besonders konzentrierter Aufmerksamkeit
häufig große Amplitude
Was versteht man unter Schlafspindeln?
kurze 8-14 Hz Wellen
mit Schlaf verknüpft
Ripples
kurze Oszillationen von 80-200 Hz
Was ist ein besonderes Merkmal von EEG-Rhythmen?
gleiche EIgenschaften über verschiedene Säugergehirne hinweg, obwohl sich die Hirnmassen unterscheiden
Worüber kann ein EEG Aufschluss geben?
NICHT, woran eine Person denkt, aber OB sie gerade denkt
Womit verbindet man hochfrequente Rhythmen mit niedriger Amplitude?
mit Aufmerksamkeit, Wachsein oder Traumphasen im Schlaf
Womit werden niedrigfrequente Rhythmen mit hoher Amplitude assoziiert und wieso?
mit traumlosen Schlafphasen oder dem Koma, weil:
Aktivitätsniveau der Cortexneuronen sehr hoch, aber weniger stark synchronisiert, wenn der Cortex aktiv Informationen verarbeitet
jede Neuronengruppe konzentriert sich auf einen anderen Aspekt einer kognitiven Aufgabe
Neuronen feuern in kleinen Gruppen synchron, aber nicht simultan mit ihren Nachbarn
=> geringe Synchronizität: kleine Amplitude, Gamma- oder Beta-Rhythmen dominieren
-> egal, ob durch sensorischen Input oder interne Prozesse ausgelöst
Was machen Cortexneuronen im Schlaf?
sie sind nicht an der Verarbeitung von Informationen beschäftigt
Großteil durch gemeinsamen, langsamen, rhythmischen Input erregt
Synchronizität und Amplitude sehr hoch
Auf welche beiden Arten kann die Aktivität einer großen Neronengruppe synchronisierte Oszillationen hervorrufen?
Anregung der Neuronen durch Taktgeber/Schrittmacher
Aufteilung der Erzeugung des Rhythmus untereinander - sie hemmen oder erregen sich gegenseitig (Interaktion über Synapsen)
Welche ähnlichen Merkmale weisen die meisten neuronalen Oszillatoren auf?
Quelle konstanter erregender Eingänge
Feedbackverbindungen
synaptische Erregung und Hemmunug
Wie wird rhythmische, synchrone Aktivität im Gehirn von Säugetieren normalerweise koordiniert?
Kombination aus Schrittmacher und kollektiven Mechanismen
Wecher Teil des Gehirns kann als sehr wirksamer Schrittmacher gelten und warum?
Thalamus
-> hier werden alle Afferenzen umgeschaltet, bevor sie den Cortex erreichen
-> Thalamusneuronen können stark rhythmische Aktionspotenzialentladungen erzeugen
Wie entstehen Oszillationen bei Thalamusneuronen?
Thalamuszellen haben besondere spannungsgesteuerte Ionenkanäle, die erlauben, in jeder Zelle starke, rhythmische, selbsterhaltende Entladungsmuster hervorzurufen, selbst, wenn sie keinen externen Input erhält
rhythmische Aktivität wird durch kollektive Interaktion mit der rhythmischen Aktivität anderer Thalamuszellen synchronisiert
Synapsen zwischen exzitatorischen und inhibitorischen Thalamusneuronen zwingen Neurone, sich an den Rhythmus der Gruppe anzupassen
Rhythmen werden über thalamokortikale Axone zum Cortex geleitet und erregen Hirnrindenneuronen
so bringt eine kleine Gruppe von Thalamuszellen eine größere Gruppe von Hirnrindenzellen dazu, iim Takt zu marschieren
Wozu führen die exzitatorischen und inhibitorischen Verbindungen der Neuronen, wenn die Rhythmen von den kollektiven, kooperativen Interaktionen der Cortexneuronen selbst abhängig sind?
zu einem koordinierten, synchronen Aktivitätsmuster
-> kann örtlich begrenzt bleiben oder sich in größere Cortexbereiche ausbreiten kann
Was sind hypothetische Funktionen der Gehrinrhythmen im Schlaf- bzw Wachzustand?
Schlafzustand:
Gehirn koppelt den Cortex von sensorischem Input ab
Thalamusneuronen in selbsterzeugtem rhythmischen Zustand - Informationen werden nicht zur Hirnrinde umgeschaltet
Wachzustand:
Umschaltung sensorischer Afferenzen im Thalamus, bevor sie die Hirnrinde erreichen
Welche Vermutung stellte Walter Freeman als erster auf?
dass neuronale Rhythen dazu dienen, die Aktivität zwischen verschiedenen Regionen des Nervensystems zu koordinieren
Wozu führen sensorische und Systeme des wachen Gehirns?
Salven synchroner neuronaler Aktivität, die zu EEG-Oszillationen mit Frequenzen > 30 Hz führen (Gamma-Rhythmen)
Was besagt die kontrovers diskutierte “Bindungshypothese”?
das Gehirn bindet verschiedene neuronale Signale, indem es schenlle Oszillazinen synchronisiert => stimmiger Wahrnehmungseindruck
bei synchronen Oszillationen entsteht ein Zellverband = “Assembly”
-> unterscheidet sich von anderen benachbarten Neuronen
Wann spricht man von einem generalisierten Krampfanfall?
gesamnte Hirnrinde beider Hemisphären beteiligt
Was ist von einem partiellen Krampfanfall betroffen?
nur eine begrenzte Hirnrindenregion
Wie verhalten sich Neuronen generell bei Krampfanfällen?
sie feuern mit einer abnormen Synchronizität, die normalerweise niemals auftritt
Wie sind Krampfanfälle im EEG gekennzeichnet?
durch Wellen mit sehr großer Amplitude
-> Hirnrinde ist nie weit von diesem Zustand entfernt
Was versteht man unter Epilepsie?
wiederholte Krampfanfälle
-> eher Symptom, keine Krankheit
Wo ist Epilepsie häufiger?
in Entwicklungsländern, vor allem ländlichen Gebieten (schlechte Versorgung)
In welchem Alter wird Epilepsie am häufigsten diagnostiziert und worauf ist sie jeweils zurückzuführen?
im frühen Kindesalter
angeboren
Gene
Erkrankung oder Anomalie seit der Geburt
im hohen Alter
Schlaganfälle
Tumor
Alzheimer
Was könnten mögliche Ursachen einer Epilepsie sein?
Trauma
Stoffwechselfunktionsstörungen
Infektionen
Gefäßerkrankungen
Welche Eigenschaften haben mutierte Na+ - Kanäle, die mit Epilepsie in Verbindunng gebracht werden?
länger geöffnet
-> mehr positive Ladung in die Neuronen
-> gesteigerte Erregbarkeit
Inwiefern beeinträchtigt eine weitere Gruppe von Mutationen, die Epilepsie hervorrufen die durch GABA vermittelte synaptische Hemmung?
indem sie GABA-Rezeptoren, Enzyme, die kritisch für die GABA-Synthese bzw den -Transport sind, oder an der GABA-Freisetzung beteiligte Proteine beeinflussen
Wie entstehen manche Krampfanfälle vermutlich?
empfindliches Gleichgewicht von synaptischer Exzitatin und Inhibition geht verloren
übermäßig starke oder dichte exzitatorische Verbindungen
durch den Entzug vn Alkohol oder Barbituraten
Was sind sehr starke Krampfmittel?
Wirkstoffe, die GABA-Rezeptoren blockieren
Wie können Antikonvulsiva der gesteigerten Erregbarkeit entgegenwirken?
einige verlängern die hemmende Wirkung von GABA
andere senken die Neigung bestimmter Neuronen, APs zu feuern
Wovon sind die Symptome bei einem Krampfanfall abhängig?
von den Neuronen und ihren Aktivitätsmustern
Was versteht man unter dem tonisch-klonischen Krampf?
Verlust des Bewusstseins, weil alle Muskelgruppem durch tonische Aktivität und/oder klonische Muster angetrieben werden
Was versteht man unter Absence-Epilepsie?
tritt in der Kindheit auf
weniger als 30 sek. dauernde 3-Hz-EEG-Wellen
begleitet von Bewusstlosigkeit
EEG zeigt auffallende Anomalien
große, regelm., rhathmische EEG-Signale, die synchron über das ganze Gehirn hervorgerufen werden
motorische Anzeichen:
flatternde Augenlider
zuckender Mund
Wie verlaufen Partielle Krampfanfälle?
sie beginnen in kleiner Region des Motorcortex und lösen klonische Bewegungen in einem Teil des Arms oder Beins aus
Was kann durch Krampfanfälle, die in einem kleinen Bereich des Motorcortex entstehen, ausgelöst werden?
eine Aura:
merkwürdier Geruch
funkelnde Lichter
Was kann durch stärker ausgeprägte Partielle Krampfanfälle entstehen?
Deja-vu-Erlebnis
Halluzinationen
Was passiert, wenn an Krämpfen der temporale Cortex, Temporallappen einschließlich Amygdala und Hippocampus beteiligt sind?
Beeinträchtigung von Denken, Gedächtnis und Bewusstsein
Was passiert, wenn sich partielle Krampfanfälle unkontrolliert ausbreiten?
sie führen zu generalisierten Krampfanfällen
Zuletzt geändertvor 2 Jahren