Krüger, Hartmut: Lokale Feldpotentiale im Elektrokortikogramm und Elektroenzehpalogramm des Menschen: Nachweis, Beschreibungskriterien, Anwendung

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Kapitel 6. Zusammenfassung

Durch Kreuzkorrelation von ECoG- und EEG-Signalen hoher Bandbreite (10 - 400 Hz) mit dem Muster eines Amplituden-Zeit-Templates von 10 ms Dauer können Subpotentiale (SP) selektiert werden, die dem sogenannten ”local field potential“ ähnlich sind.

Diese Ähnlichkeit ergibt sich

  1. durch den Vergleich mit dem ermittelten Amplituden-Zeit-Templat des SP. Dieses entsteht, wenn - wie in der SP-event-Analyse - eine definierte Stützstellenzahl vor und nach dem maximalen Kreuzkorrelationskoeffizienten aus dem Originalsignal selektiert und gemittelt und mit einem vom Intevallhistogramm abgeleiteten Term rückgefaltet wird. Diese Ähnlichkeit ergibt sich
  2. durch den Vergleich mit der Lage der Quellstrukturen zur ableitenden Elektrode. Diese Quellstrukturen ergeben sich nach Anwendung der SP-Modulanalyse, wenn nur eine Elektrode einer regelrechten Elektrodenanordnung als Trigger fungiert und die Potentialgenese an jeder dieser Elektroden miterfaßt wird. Nach Rückfaltung mit dem vom Intervallhistogramm abgeleiteten Term entstehen jeder Elektrode zugeordnet Einzelpotentiale, die auf die Triggerelektrode bezogen die Konstruktion einer Potentialverteilung gestatten. Diese ist stets in ein Nahfeld und ein Fernfeld organisiert, wobei das Nahfeld der Polarität der Phase des Trigger-SP entspricht und das Fernfeld von entgegengesetzter Polarität ist. Diese Quellstrukturen sind umso kleiner, je geringer der Elektrodenabstand ist. Die Ähnlichkeit ergibt sich
  3. aus der Kohärenz von SP, die gleichzeitig bzw. verschiedenzeitig im Ableitfeld - je nach voraussetzender biologischer Bedingung - auftreten. Dafür wurde die SP- Zweikanalkopplungsanalyse entwickelt.

Die einzelnen Schritte dieser SP- Methode, die sich aus der SP-event-, SP-Modul- und SP-Zweikanalkopplungsanalyse zusammensetzt, werden beschrieben und an einem Beispiel einer 30 kanaligen subduralen interiktalen ECoG-Ableitung eines Patienten mit fokaler Epilepsie unter drei verschiedenen Bedingungen (normales ECoG, mit 12 spikes bzw. 2 - 3 slow waves / Sekunde) sowie am Beispiel einer 30 kanaligen EEG-Ableitung eines Probanden unter drei verschiedenen kognitiven Anforderungen (relaxierte Wachheit, Kopfrechnen, beim Anhören eines Hörspiels) vergleichend demonstriert. Beide Beispiele sind repräsentativ für zwei größere Untersuchungsreihen.


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  1. In Voruntersuchungen wurde mit verschiedenen Suchmustern, mit unterschiedlichen Bandbreiten der EEG-Verstärker sowie mit veränderten AD-Wandlungsraten experimentiert. Die Auffindung eines biologisch optimalen Bereichs, der sich in den SP-Parametern durch besondere Resonanzphänomene oder Leistungen auswies, gelang nicht. Die in dieser Arbeit vorgestellte SP-Analyse ist folglich eine an technische Voraussetzungen optimierte Version.
  2. SP sind in Amplitude und Dichte bestimmbar, bei Erfassung mit regelrechten Elektrodenanordnungen als lokal generiert definierbar und über verschiedenen Orten nach Merkmalen der Kohärenz beschreibbar.
  3. SP sind keine biologischen oder technischen Artefakte. Als Bestandteile des oberen gamma -Bandes sind sie in allen Parametern durch biologische Prozesse beeinflußbar, die mit der neuronalen bzw. kognitiven Aktivität des Gehirns im Zusammenhang stehen.
  4. SP sind lokale Feldpotentiale, die im ECoG- wie im EEG-Signal durch einen vergleichbaren Prozeß generiert werden, sich aber in der räumlichen Ausdehnung ihrer Quellen bei ECoG und EEG unterscheiden. Die Unterschiede basieren möglicherweise darauf, daß mit den größeren Flächen und dem größeren Abstand der Elektroden bei EEG-Ableitungen von vornherein kohärente SP und längere Konnektivitäten zwischen den Rindenbereichen erfaßt werden.
  5. Die SP-Analyse ist in ihrer Orientierung auf hochfrequente lokale Feldpotential-events eine wertvolle Ergänzung der traditionellen EEG- und ECoG-Ableitung und besonders geeignet für die noninvasive Kognitionsforschung sowie für die invasive neurologische Diagnostik am Menschen.

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Mon Apr 12 19:15:55 1999