Neue Methoden zur Rekonstruktion von Gehirnfunktionen
Die Überwachung der Gehirnaktivität gehört zu den Forschungsgrundlagen - nicht nur in den Neurowissenschaften, sondern auch zur klinischen Diagnose von Hirnerkrankungen. Bei Epilepsie wird die neuronale Aktivität im betroffenen Hirnareal mittels implantierter Elektroden gemessen – der so genannten intrakraniellen Elektroenzephalographie (iEEG). Diese Methode ist jedoch invasiv und kann für den Patienten schmerzhaft und mit erheblichen Einschränkungen verbunden sein. Um dies zu umgehen, untersuchte das EU-finanzierte Projekt Oscillatory Dynamics (Examining oscillatory dynamics with magnetoencephalography and intracranial electroencephalography) Möglichkeiten, auf nicht invasivem Weg die Gehirnaktivität bei Epilepsie zu überwachen. Hauptaufgabe war dabei die Darstellung der neuronalen Aktivität von Tiefenhirnstrukturen, etwa in Amygdala, Hippocampus, Hirnstamm oder Cerebellum. Verglichen wurde die nicht invasive Magnetenzephalographie (MEG) mit der iEEG-Methode, indem elektrische Ströme im Gehirn aufgezeichnet wurden. Die gewonnenen Daten wurden mit Zeitfrequenzanalysen korreliert, um die Gehirnaktivität in 5D-Karten darzustellen. Die simultane Aufzeichnung von MEG- und iEEG-Daten von Epilepsiepatienten sollte Aufschluss darüber geben, wie sich beide Modalitäten zur Darstellung der Aktivität in tiefen Hirnstrukturen eignen. Entwickelt wurde das MEG/EEG-Analysesystem NUTMEG, das die räumlich-zeitliche Dynamik der neuronalen Aktivierung rekonstruiert und diese mit MRT-Bildern korreliert. Die erforderliche Software kann unter http://nutmeg.berkeley.edu heruntergeladen werden. Angewandt und getestet wurde die Software an Reaktionen im auditorischen Hirnstamm und der auditorischen Diskriminierung nach erfolgter Stimulation. Da sich MEG (und gegebenenfalls auch EEG) zur Analyse normaler und pathologischer Aktivitäten im Hippocampus eignen, kann auf dieser Basis die Aktivität in Tiefenhirnstrukturen effizient und nicht invasiv überwacht werden.
