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Medizin_Gehirn (Fach) / Gehirn Maknetensephalogrphie (Lektion)

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• Das Magnetfeld der Erde hat eine Stärke im Bereich von ...... und ist damit ca. ........... als die .............. Signale. μT (10 -6 T) um den Faktor 10 8 stärker neuromagnetischen
• Auch andere Störquellen wie Stromleitungen, Autos, Aufzüge, Straßenbahnen ............. verursachen weitaus stärkere Magnetfelder als die Ströme im Gehirn.
• Um Störeinflüsse zu minimieren.... werden MEG-Systeme in einer abgeschirmten Kammer betrieben, die aus mehreren Lagen Metall besteht
• Zusätzlich sind Maßnahmen erforderlich, ..... das zu messende neuromagnetische Signal von Störsignalen zu trennen.
• Maßnahmen, um das zu messende neuromagnetische Signal von Störsignalen zu trennen: axiale Gradiometer planare Gradiometer
• Externe Störquellen: Magnetfeld der Erde Stromleitungen, Autos, Straßenbahnen, Aufzüge
• axiale Gradiometer: statt nur einer Spule bestehen diese aus zwei übereinanderliegenden Spulen mit entgegengesetzter Windung bei homogenen externen Störfeldern heben sich die Signale auf näher liegende Felder sind schwächer an der äußeren Spule und heben sich nicht auf
• planare Gradiometer: 8-förmige Spule – am empfindlichsten für Signale direkt unterhalb gemessen wird jeweils der Gradient der Feldstärke, also die Veränderung mit zunehmender Entfernung [fT/cm]
• MEG-Aufnahmekammer: magnetische Abschirmung dur: Aluminium und μ-Metall (Nickel-Eisen-Legierung)
• weitere Artefaktquellen: Wie beim EEG können Bewegungen der Versuchsperson zu Artefakten führen Durch die Instruktion sollten Probanden angehalten werden, sich möglichst nicht zu bewegen Eine starke Quelle von Artefakten ist auch beim MEG das Blinzeln Messung der Augenbewegungen Ausschluss von Segmenten mit Augenbewegungen Korrekturmaßnahmen Herzaktivität u Atmung Zusätzlich: metallische Gegenstände im und am Körper, die das Magnetfeld beeinflussen können
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• Auswertung des MEG-Signals: -- Unterscheidung zwischen.... fortlaufendem und ereigniskorreliertem MEG
• event-related magnetic fields (ERMFs) sind: den EKPs sehr ähnlich
• Benennung der ERMFs: Komponenten erhalten ein „m“ als Zusatz
• für einige EKP-Komponenten sind in den vergangenen Jahren.... „magnetische“ Korrelate gefunden worden, so z.B. für die N1, die P300 und die MismatchNegativity
• magnetische Korrelate der EKPs: N1, die P300 und die Mismatch Negativity
• Aufgrund der ..... ...... ..... beim MEG wird es allgemein als Verfahren betrachtet, das eine .... ..... ..... hat als das EEG. räumlich spezifischeren Signalausbreitung höhere räumliche Auflösung
• MEG liefert auch informationen über: die Quelle eines an der Kopfoberfläche gemessenen Potentials
• Studienbeispiel: die MMNm als Indikator semantischer Verarbeitung - Fragestellung: Wo und wann werden Aktionswörter im Gehirn verarbeitet?
• Studienbeispiel: die MMNm als Indikator semantischer Verarbeitung Pulvermüller et al., 2005: neuronale Verarbeitung von Aktionswörtern – Verben, die sichauf eine konkrete motorische Handlung beziehen (MMN:- Negativierung als Reaktion auf einen von einem Standardton abweichenden Reiz- keine bewusste Verarbeitung erforderlich)
• Studienbeispiel: die MMNm als Indikator semantischer Verarbeitung - Hypothesen: Frühe, „automatische“ Beteiligung des motorischen Kortex an der Verarbeitung von Aktionswörtern Aktivierung des Fußareals des motorischen Kortex für Wörter, die sich aufHandlungen mit dem Fuß beziehen Aktivierung des Gesichtsareals für Handlungen, die sich auf den Mund beziehen Aktivierungen innerhalb von 200 ms
• Studienbeispiel: die MMNm als Indikator semantischer Verarbeitung --- aufbau: Untersuchung auf finnisch Kontrastierung von Standardreiz (Nicht-Wort) und „Deviant“ (Aktionswort) botki (essen) vs. botpi (Nicht-Wort) – Handlung involviert Mund/Gesicht potki (treten) vs. potpi (Nicht-Wort) – Handlung involviert Fuß alle Wörter bestehen aus zwei Silben für beide Vergleiche werden jeweils die gleichen Endsilben miteinander verglichen
• Studienbeispiel: die MMNm als Indikator semantischer Verarbeitung -- Ergebnis : inferior frontozentrale Aktivierung für Handlungswörter, die sich auf das Gesicht beziehen superior zentrale Aktivierung für Fuß-bezogene Handlungswörter Kombination von zeitlicher und räumlicher Information
• Lokalisation von EKPs bzw. ERMFs --- Annahme: Die Potential- bzw. Feldstärkeverteilung auf dem Kopf (gemessen mit X Elektroden/Sensoren) wird durch eine Reihe von intrakraniellen Dipolen erzeugt
• Wenn man die Dipole kennt... ist es leicht, daraus die Potentialverteilung zu errechnen – „Forward Problem“ („Vorwärtsproblem“)
• Vorwärtsproblem: Wenn man die Dipole kennt, ist es leicht, daraus die Potentialverteilung zu errechnen –„Forward Problem“
• Inverses Problem: Den Rückschluss von einer Potentialverteilung auf eine Reihe von Dipolen (Anzahl, Orientierung, Lokalisation) wird „Inverses Problem“ genannt
• .... ..... von Lösungen für inverses Problem --- deshalb: ..... Unendliche Anzahl von Lösungen für inverses Problem – eindeutige Lösung unmöglich!
• .... ..... ..... sind nötig, um die Anzahl der Lösungen einzuschränken und so .......................... Zusätzliche Annahmen (constraints) ...die neuronale Quelle von EKPs/ERMFs zu bestimmen
• Stärke der EKP-Technik (und auch der ERMFs) wird..... wird niemals die genaue Lokalisation von Hirnaktivität sein
• Klassische Dipolschätzung -- ? Parameter müssen bestimmt werden? -- welche? sechs parameter müssen zur klassischen dipolschätzung bestimmt werden: wie stark ist die stromquelle? welche orientierung hat die relativ zum skalp? - Angabe von zwei Winkeln wo im Gehirn ist sie lokalisiert? Angabe von drei Koordinaten
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• Schätzung der Skalpverteilung durch.... Vergleich mit.... Entscheidung nach.... Annahme bestimmter Werte für die genannten Parameter und Lösung des „Vorwärtsproblems“ Vergleich mit der tatsächlichen Verteilung Entscheidung nach „best fit“ (geringster Abweichung) – iterative Prozedur
• Problem der klassischen Dipolschätzung: Vorannahmen („constraints“) sind nötig (z.B. Annahme einer(!) punktförmigen Quelle, Kugelmodell des Kopfes etc.) Auch andere Konstellationen von Quellen können die beobachtete Skalpverteilung erklären
• LORETA Low Resolution Brain Electromagnetic Tomography
• LORETA basiert auf: basiert auf der Berechnung von Stromdichten für einzelne Voxel (dreidimensionale, würfelförmige Einheiten) des Gehirns
• LORETA liefert Lösungen: liefert Lösungen, die nicht punktförmig, sondern räumlich ausgedehnt und damit realistisch sind
• LORETA: Haupteinschränkung zur Lösung des Inversen Problems („constraint“): Die Stromdichte in jedem Voxel muss der mittleren Stromdichte in den benachbarten Voxeln möglichst ähnlich sein
• LORETA: Ergebnise lassen sich anhand von... da.... Standard-Atlanten kartieren, da sie in bekannten Koordinatensystemen des Gehirns angegeben werden
• LORETA: gute, ....... plausible Lösungen, die jedoch auch mit Unsicherheit behaftet sind

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