Messung von Hirnfunktionen: EEG, evozierte Potenziale, funktionelle Bildgebung

Es gibt verschiedene Methoden, Hirnfunktionen zu messen und zu untersuchen. Die wichtigsten sind die Elektroenzephalografie (EEG), Magnetresonanztomografie (MRT, auch Kernspintomografie genannt), Transkranielle Magnetstimulation (TMS) und die Positronen-Emissions-Tomografie (PET).

Elektroenzephalografie (EEG)

Beim EEG werden postsynaptische Potenziale gemessen, die aus dem tiefen Hirnstamm kommen oder auch durch kortikale Aktivitäten entstehen. Es hat ein sehr hohes zeitliches Auflösungsvermögen.

Man kann im EEG vier Grundrhythmen unterscheiden:

• α-Rhythmus: charakterisiert den entspannten Wachzustand

• β-Rhythmus: entsteht bei Konzentration und aufmerksamem Wachzustand

• θ-Rhythmus: erscheint beim Einschlafen

• δ-Rhythmus: ist typisch für den Tiefschlaf

Das Spontan- EEG wird gemessen, ohne dass ein Einfluss von außen stattfindet. Es zeigt, je nach Aktivitätszustand des Gehirns unterschiedliche Grundrhythmen.

Durch Reize von außen können zusätzliche Potenziale, sogenannte evozierte Potenziale, generiert werden. Sie zeigen einen charakteristischen Verlauf und bestehen aus exogenen und endogenen Komponenten. Wichtige endogene Komponenten sind z.B.: die contingent negative variation (CNV) und das Bereitschaftspotenzial.

Magnetresonanztomografie

Bei der MRT wird die Tatsache ausgenutzt, dass Protonen sich im Magnetfeld ausrichten und sich je nach Umgebung in diesem Magnetfeld unterschiedlich verhalten. Gemessen werden Änderungen der Ausrichtung, wenn das Magnetfeld geändert wird. Bei dieser Methode werden keine radioaktiven Isotopen benötigt. Sie hat eine hohe räumliche Auflösung und kann Aktivitäten im Neokortex darstellen.

Positronen-Emissions-Tomografie

Die PET ist eine Methode mit einer hohen räumlichen Auflösung und mit der man dreidimensionale Bilder von aktiven Gehirnarealen erhält.

Transkranielle Magnetstimulation

Durch ein von außen angelegtes sehr starkes gepulstes Magnetfeld werden kurze elektrische Entladungen in Neuronen induziert. Dadurch können lokal begrenzte Regionen des primären motorischen Kortex stimuliert und so gezielte Kontraktionen der Skelettmuskulatur ausgelöst werden.