EEG

• Untersuchung der spontanen Aktivität des Gehirns mittels Elektroenzephalographie oder funktioneller Magnetresonanztomographie

• Untersuchung der reizgebundenen Aktivität des Gehirns (z.B. nach visueller, auditiver oder sensorischer Stimulation) mittels EEG, fMRT, Magnetenzephalographie (MEG) oder Positronen-Emissions-Tomographie (PET)

sehr gute zeitliche Auflösung (im Millisekunden Bereich), aber nicht so gute räumliche Auflösung

Das Wort Elektroenzephalographie setzt sich aus 3 Wortteilen zusammen:

elektro = elektrische Aktivität

encephalon (griech.) = Gehirn

graphia (griech.) = schreiben, zeichnen

Wenn Nervenzellen Signale weitergeben, entsteht ein Spannungsunterschied, der mittels Elektroden gemessen wird. Es werden die Potentialschwankungen (nicht das Aktionspotential!) gemessen, und zwar an Pyramidenzellen, die senkrecht zur Kortexoberfläche stehen.

Häufig wird das sogenannte 10/20-System zur Positionierung der Elektroden verwendet, bei welchem die Abstände zwischen den Elektroden in einem vordefinierten Abstand und in Relation zu den individuellen Kopfmaßen einer Person angeordnet werden. Um nicht alle Elektroden einzeln ausmessen zu müssen gibt es heute sogenannte Elektrodenkappen, in welchen Plastikhalter für die Elektroden fest eingesetzt sind - mit dieser Kappe liegen die Elektroden auch enger am Kopf an

Platziert werden die Elektroden auf der Kopfhaut oder einer Haube nach folgendem Prinzip (10/20-Prinzip): Von Nasion zu Inion = 100%. Wird von vorne nach hinten in Abschnitte von 10 – 20 – 20 – 20 – 20 – 10 unterteilt. Dasselbe zwischen den Ohren, dann die Elektroden entsprechend platzieren. Heutzutage muss man für die Nutzung der EEG-Hauben nur noch den Cz-Punkt finden, indem man die Mitte zwischen Nasion und Inion misst.

alpha-Wellen: Entspannter Wachzustand

beta-Wellen: Aufmerksamkeitshinwendung

teta-Wellen: dösender Wachszustand

delta-Wellen: Tiefschlaf/Koma

Mittels des abgeleiteten EEG-Signals können auch Änderungen der Hirnaktivität bei kognitiven, sensorischen oder motorischen Leistungen gemessen werden. Da diese Änderungen meist zu klein sind, um von dem Hintergrundrauschen unterschieden zu werden, werden eine Vielzahl von Durchgängen/EEGAufzeichnungen mit demselben sensorischen Reiz (derselben experimentellen Bedingung) aufgenommen und dann gemittelt.

Evozierte Potentiale werden durch äußere (exogene) Reize ausgelöst. Aber auch „innere“ (endogene) Ereignisse bewirken charakteristische Potentialänderungen. Beide Formen können unter dem Oberbegriff "Ereignis-korrelierte Potentiale" (EKP) zusammengefasst werden

Ein Beispiel für ein “inneres” Ereignis wäre z.B. das Registrieren eines abweichenden Reizes in einer Serie von Standardreizen

Kortikale Plastizität bei kongenitaler Blindheit

Höhere Amplitude auf auditive Reize bei blinden Probanden weist auf eine stärkere Erregbarkeit neuronaler Netzwerke, die für die Verarbeitung von Hörinformationen verantwortlich sind, bei blinden Menschen hin.

Höhere Amplituden auf periphere akustische Zielreize bei Blinden gegenüber Sehenden weisen darauf hin, dass blinde Personen solche peripheren Zielreize schneller erkennen als sehende Personen.

Die N400-Komponente ein negativer Ausschlag nach etwa 400 sec und ist ein evoziertes Potenzial das mit der Sinnhaftigkeit/Bedeutung linguistischer Stimuli assoziiert ist: die Welle ist stärker ausgeprägt, wenn wir versuchen, schwierige Reize zu verstehen.

Interessanterweise ist die Amplitude der N400 auch dann höher, wenn wir überrascht sind. So ist die N400- Amplitude größer bei einem Wort das im semantischen Kontext unerwartet kommt, als bei einem Wort das vorhersagbar ist.

Ist interessant bei Untersuchungen an Patienten mit Störungen des Sprachverständnisses, wenn z.B. die N400 keinen besonderen Ausschlag zeigt, weil die Patienten den Satz nicht verstehen und deshalb keine Erwartung bilden.

Schönfelder et al.

Es wurden verschiedene Bilder präsentiert mit der Anweisung, entweder es einfach zu betrachten, eine gleichzeitig gezeigte Rechenaufgabe zu lösen oder das Bild in Richtung neutral neu zu bewerten. Danach sollte jedes Bild noch auf Valenz geratet werden.

A.     Ablenkung und Neubewertung führen zu neutraleren Ratings (könnte ja aber auch Artefakt sein, weil Probanden im Sinne der Instruktion antworten).

B.     Zusätzlich also andere Indikatoren: Corrugator-EMG-Aktivität (Muskel zwischen den Augen) war auch bei freiem Schauen stärker als bei den beiden anderen Bedingungen.

C.      Ereigniskorrelierte Potentiale sind am niedrigsten (Achtung: negativ nach oben!) bei der Ablenkung durch Rechnen, mittelstark bei der Neubewertung und am höchsten bei freiem Schauen.

• Kann sowohl in gesunden als auch klinischen Populationen gut angewandt werden, auch bei Kindern und z.B. schwangeren Frauen, kardio-vaskulären Patienten oder Menschen mit Metall im Körper, bei denen kein MRT möglich ist.

• Sehr nützlicher Index von sensorischen Funktionen (z. B. Schmerzverarbeitung)

• Mögliches Maß für kognitiven Abbau und normale kognitive Funktionen

• Hohe zeitliche Auflösung (z.B. wenn die zeitliche Abfolge von kognitiven Mechanismen interessiert und nicht die Lokalisation)

• Deutliche kostengünstiger als z.B. MRT

• Die Bedeutung mancher Komponenten ist nicht bekannt

• Die räumliche Auflösung ist gering

• Nur Erfassung der elektrischen Aktivität kortikaler Nervenzellen.