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

Aus dem Institut für Physiologie
des Universitätsklinikums Charité
der Humboldt-Universität zu Berlin
Direktor Prof. Dr. med. P. Persson


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

Zur Erlangung des akademischen Grades Doctor rerum medicinalium (Dr. rer. medic.)

vorgelegt der Medizinischen Fakultät Charité der Humboldt-Universität zu Berlin

Diplom-Physiker Hartmut Krüger ,
geboren am 03. 03. 1952 in Anklam

Dekan: Prof. Dr. M. Dietel

Gutachter:
Prof. Dr. P. Bartsch
Prof. Dr. U. Brandl
Prof. em. Dr. sc. K. Eckholdt

eingereicht: 06.02.1998

Datum der Promotion: 26.11.1998

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 - Template des SP.
  2. durch den Vergleich mit der Lage der Quellstrukturen zur ableitenden Elektrode. Die SP - Modulanalyse liefert Potentialverteilung für jede untersuchte Elektrode. Diese ist stets in ein Nahfeld und Fernfelder organisiert, wobei die Polarität des Nahfeld der Polarität des Trigger - SP entspricht und das Fernfeld von entgegengesetzter Polarität ist. Diese Quellstrukturen sind um so kleiner, je geringer der Elektrodenabstand ist.
  3. aus der Kohärenz von SP, die im Ableitfeld 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, ECoG mit spikes bzw. ECoG mit slow waves) 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.

Schlagwörter:
Lokale Feldpotentiale, Subpotential, EEG, Epilepsie

Summary

We obtained subpotentials (SP), similar to so called ”local field potentials“ by application of cross - correlation on ECoG- and EEG- Signals with large band width

(10 - 400 Hz) with the pattern of an amplitude-time-template with a duration of 10ms.

This similarity is given by

  1. the comparison with obtained amplitude-time-template of the SP
  2. the comparison with the position of source-structures to the deriving electrode. The potential distribution is given by the SP - module - analysis for each investigated electrode. This SP - module - analysis is always organised in a near- and in a far-field. The polarity of the near-field corresponds to the trigger-SP and the far-field to the opposite. The smaller the source-structure, the lower the distance of the electrodes
  3. the coherence of SP in the deriving array

The SP - method, consisting of SP - event, SP - module and SP ”two - channel-coupling-analysis“ is described.

The comparison between an example of an 30 channel subdural interictal derived ECoG of a patient, who was suffering from focal epilepsy, under three conditions (normal ECoG, ECoG with spikes and ECoG with slow-waves) and one of an 30 channel derived EEG of a candidate under three different cognitive demands (relaxed vigilance, doing mental arithmetic, listening to a radio serial) is demonstrated an discussed.

Both examples are representatives for two extensive serials.

Keywords:
local field potential, sub potential, EEG, epilepsy


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Inhaltsverzeichnis

TitelseiteLokale Feldpotentiale im Elektrokortikogramm und Elektroenzehpalogramm des Menschen: Nachweis, Beschreibungskriterien, Anwendung
1 Einleitung
1.1.Die neuronale Basis kognitiver Prozesse
1.1.1.Die Ordnung im Kopf
1.1.2.Das Chaos im Gehirn
1.1.3.Die Bindung zwischen neuronalem Prozeß und mentaler Leistung
1.2.Sind LFP im Makropotential des EEG bzw. ECoG enthalten?
1.2.1.Die Probleme mit höherfrequenten Signalanteilen im EEG
1.2.2.Die Vorteile einer Elektrokortikogramm - Ableitung
1.2.3.Synchronisationen im gamma -Band
1.2.4.Die LFP sind eigenständig generierte events neuronaler Informationsverarbeitung
1.2.5.Strategie des LFP-Nachweises
2 Arbeitshypothesen
3 Methodik
3.1.Suchtemplates
3.2.SP-Selektion
3.3.Bildung des gemittelten SP-Templates
3.4.Bestimmung des SP(t)-Moduls
3.5.Zweikanalkopplungsanalyse
3.6.Programmtechnische Realisierung
3.7. Ableittechnik und Versuchsablauf
3.7.1. Ableittechnik
3.7.2.Versuchsdurchführung
3.7.3.Datenbehandlung
4 Anwendungsbeispiele
4.1.Elektrokortikogrammableitungen
4.1.1.SP-events in Beziehung zur ECoG-Hintergrundaktivität
4.1.2.SP-Dichte in Beziehung zur Hintergrundaktivität
4.1.3.SP-Amplituden-Zeit-Templates in Beziehung zur Hintergrundaktvität
4.1.4.Zeitliche Entwicklung der SP-Module
4.1.5.Module in der reduzierten peak-to-peak-Darstellung
4.1.6.lambda -Flächen
4.1.7.Kohärenz-Analyse im ECoG (KKD)
4.1.8.Kreuzkorrelation zwischen Modul und Kohärenz
4.2.Elektroenzephalogrammableitungen
4.2.1. SP-events in Beziehung zur EEG-Aktivität bei mentaler Leistung
4.2.2.SP-Dichte in Beziehung zur Aufgabenstellung
4.2.3.SP-Amplituden-Zeit-Templates in Beziehung zur Aufgabenstellung
4.2.4.Zeitliche Entwicklung der SP-Module
4.2.5.Module in der reduzierten peak-to-peak-Darstellung
4.2.6.lambda -Flächen
4.2.7.Kohärenz-Analyse im EEG (KKD)
4.2.8.Korrelationen zwischen verzögerten Zweikanalkopplungen und Modul
4.3.EEG und ECoG im direkten Vergleich
4.3.1.Spektraler Vergleich zwischen EEG- und ECoG-Ableitungen
4.3.2.SP in simultanen EEG- und ECoG-Ableitungen
5 Diskussion
5.1.Hypothese I
5.2.Hypothese II
5.3.Hypothese III
5.4.Hypothese IV
6 Zusammenfassung
Bibliographie Literatur
Selbständigkeitserklärung
Danksagung
Lebenslauf

Tabellenverzeichnis

Tabelle 4-1 Übersicht über die peak-to-peak-Amplituden und Dichte der SP im Vergleich von normalem ECoG (M0), spike- (M1) und slow wave-Aktivität (M2) (Amplitude µV; Dichte in events/s).
Tabelle 4-2 Spektrale Ampituden für die einzelnen Bänder und die Summenamplitude GL. F8 - P4 EEG- und E08 - E55 ECoG-Ableitungen. Die Amplituden sind in µV/Hz angegeben.
Tabelle 4-3 SP-Amplituden und -Dichten mit Mittelwerten und Standardabw. für das EEG F8 - P4 und das ECoG E08 - E55. D steht für Dichte, n für negativ, p für positiv. Dpp bezeichnet die SP-Dichte, wobei nur positive SP berücksichtigt werden, die positiven SP folgen, usf. Amp bedeutet Amplitude in µV, dt Zeitdifferenz zwischen Minimum und Maximum des SP in ms und Ans Anstieg in µV/ms.

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 3.1 Links: MUA und LFP, abgeleitet über eine Mikroelektrode im Kortex. Rechts: Zusammenhang zwischen MUA und LFP bei größerer zeitlicher Auflösung der Ableitung (nach GRA1989).
Abbildung 3.2 Links: Amplitudenspektrum einer klassischen EEG-Ableitung von 0 - 35 Hz. Rechts: Aplitudenspektrum des gleichen Probanden, jedoch mit Bandpaß von 10 bis 400 Hz. Rote Kurve: Mittelwert aus 22 EEG-Epochen von jeweils 8 s Dauer; blaue Kurve: die erste Epoche dieser Ableitung; Samplingrate 2,048 kHz
Abbildung 3.3 Amplitudenverlauf links im Zeit- und rechts im Frequenzbereich des Suchtemplates nach Formeln (1) und (2). Die Ordinaten sind in willkürlichen Amplituden-Einheiten skaliert.
Abbildung 3.4 Ablaufschema der Suppotentialanalyse. Weitere Erläuterungen im Text.
Abbildung 3.5 Links: ECoG-Ausschnitt, Ableitung der Elektrode E53 (Patient V07, rot) mit gefundenen SP-events (grün), den aktuellen SP-event (positiver schwarzer Strich), das nachfolgende SP-event (negativer schwarzer Strich) und dem Suchtemplate (blau). Rechts: das selektierte ECoG-Stück (rot) und das gemittelte aSP (grün).
Abbildung 3.6 Links: Mittelwert aller SP mit pos. r und nachfolgend pos. SP. Rechts: Mittelwert aller SP mit pos. r und nachfolgend neg. SP.
Abbildung 3.7 Links: Mittelwert aller SP mit neg. r und nachfolgend pos. SP. Rechts: Mittelwert aller SP mit neg. r und nachfolgend neg. SP.
Abbildung 3.8 Absolutes SP (aSP).
Abbildung 3.9 Oben links: Intervallhistogramm zwischen positiven und positiven SP-events. Oben rechts: Intervallhistogramm zwischen positiven und negativen SP-events. Unten links: Intervallhistogramm zwischen negativen und positiven SP-events. Unten rechts: Intervall histogramm zwischen negativen und negativen SP-events.
Abbildung 3.10 Absolutes Histogramm.
Abbildung 3.11 eit der Ableitung E59 (Patient V02, Bedingung M0, siehe 4.1) nach Formel (3).
Abbildung 3.12 eit der Ableitung E59 (Patient V02, Bedingung M0, siehe 4.1) nach Formel (3).
Abbildung 3.13 Ablaufschema der Modulanalyse. Weitere Erläuterungen im Text.
Abbildung 3.14 Links: Beispiel eines Moduls, hellgrau positive, dunkelgrau negative Amplitudenbereiche; rechts: die korrespondierende lambda -Fläche. Die weiße viereckige Marke kennzeichnet die Lage der Elektrode E 45 (Patient V02, Bedingung M0, siehe 4.1) im Ableitfeld.
Abbildung 3.15 Ablaufschema der SP-Zweikanalkopplungsanalyse.
Abbildung 3.16 Ableitschema.
Abbildung 3.17 Amplitudenvergleich der SP(t) einer 2-kHz-Analyse mit einer 20-kHz-Analyse. Links: Prob. P01 Ableitung Fz; rechts Prob. P02 Ableitung Pz.
Abbildung 3.18 SP nach Analyse eines synthetischen Signals, berechnet aus der Grundfrequenz 50 Hz (Netzfrequenz) und Oberwellen. Links ein Signal aus 50 Hz und den Oberwellen 1 bis 4; rechts ein Signal, welches nur aus den Oberwellen 1 bis 4 bestimmt wurde.
Abbildung 3.19 Vergleich des ungefilterten und des gefilterten Suchtemplates (blaue Kurve ungefilteres Signal, rote Kurve Bandpaßfilter 10 bis 400Hz 12dB/Oktave). Links: Zeitraum; rechts: Frequenzraum.
Abbildung 4.1 Lokalisation des Elektrodengrids.
Abbildung 4.2 Ergebnisse des klinischen Monitorings.
Abbildung 4.3 ECoG, 46. Aufzeichnungssekunde in Synopsis mit Ergebnissen der SP-event-Analyse. Links im Bild überwiegend normale ECoG-Wellen (M0), rechts eingestreute spikes und oben rechts synchronisierte ECoG-Wellen mit einer Unterbrechung der SP-event-Generierung.
Abbildung 4.4 ECoG, 51. Aufzeichnungssekunde in Synopsis mit Ergebnissen der SP-event-Analyse bei spike-Aktivität (M1). Beachte die insgesamt geringe SP-event-Dichte, den generalisierten, etwa 50 ms dauernden Ausfall in der SP-event-Generierung in der Bildmitte und die vielen regionalen Ausfälle.
Abbildung 4.5 ECoG, 42. Aufzeichnungssekunde in Synopsis mit Ergebnissen der SP-event - Analyse bei slow wave-Aktivität (M2). Beachte die regionalen Modulationen mit gruppierten SP-event-Folgen und die Reduzierungen der SP-event-Dichte durch den slow- wave- Hintergrund.
Abbildung 4.6 SP-Dichteverteilungen unter normaler ECoG-Aktivität (M0, links), beim Auftreten von spikes in den Ableitpositionen 20 sowie 36 - 38 (M1, mitte) sowie bei slow wave-Aktivität im Bereich der Ableitpositionen E45- 46, E52 - 54 und E60 - 62 (M2, rechts), skaliert in SP-events/s.
Abbildung 4.7 Amplituden-Zeit-Templates von SP, topologisch nach Lage der Ableitelektroden angeordnet, unten bei normalem ECoG (M0), in der Mitte bei spike-Aktivität (M1) und oben bei slow wave-Aktivität (M2).
Abbildung 4.8 Zeitliche SP-Modul-Entwicklung unter Verwendung der Ableitelektrode E45 als Triggerelektrode. Dargestellt sind links die Modul-Entwicklung unter normalem ECoG (M0), in der Mitte unter spike-Aktivität (M1), rechts unter slow wave-Aktivität (M2). In der u unteren Bildreihe sind die zugehörigen Zeitfunktionen abgebildet, wobei die Potentialentwicklung unter der Trigger-elektrode E45 rot und unter E37 grün gekennzeichnet ist. Darüber als Momentaufnahmen dem jeweils negativen bzw. positiven Gipfel zugeordnet die darauf bezogenen Potentialverteilungen. Sie kennzeichnen zum einen die lokalisierte Generierung der SP-events, zum anderen die Strukturierung in Nah- und Fernfelder. Beachte die jeweils gegensätzliche Polung der Nahfelder und Fernfelder sowie ihre Ähnlichkeit unter M0 und M2 und ihre typische Orientierung auf E37 und E38 unter M1.
Abbildung 4.9 Zeitliche SP-Modul-Entwicklung unter Verwendung der Ableitelektrode E37 als Triggerelektrode. Dargestellt sind links die Modul-Entwicklung unter normalem ECoG (M0), in der Mitte unter spike-Aktivität (M1), rechts unter slow wave-Aktivität (M2). In der unteren Bildreihe sind die zugehörigen Zeitfunktionen abgebildet, wobei die Potentialentwicklungen unter der Triggerelektrode E45 rot und unter E37 grün gekennzeichnet sind. Darüber die darauf bezogenen Potentialverteilungen. Bemerkenswert ist der geringe Einfluß des Triggerpotentials E37 auf die benachbarten Ableitorte, wodurch die Fernfelder, bezogen auf die Größe des Triggerpotentials, relativ gering strukturiert sind. Die veränderliche Hintergrund-Aktivität dokumentiert sich hier vorwiegend in der Modulation der Amplitude des Triggerpotentials E37, die unter M1 ihre extremste Steigerung erfährt, sich aber kaum in der Veränderlichkeit der topographischen Verteilung von Fern- und Nahfeld widerspiegelt.
Abbildung 4.10 Darstellung der Module in der reduzierten peak-to-peak-Darstellung für normales ECoG (M0); hellgraue Flächen positive Amplituden (Nahfelder); dunkelgraue Flächen negative Amplituden (Fernfelder); weiße Flächen Übergangsbereich. Die Triggerelektrode ist jeweils duch ein Quadrat gekennzeichnet.
Abbildung 4.11 lambda -Flächen für die einzelnen Module in topologischer Anordnung entsprechend der Ableitelektrodenpositionen (vergl. Abb. 4.1).
Abbildung 4.12 Zweikanalkopplungsdichte (KKD) für Dt=0ms. Es bedeuten: rote Flächen maximale, dunkelgrün Flächen minimale Zweikanalkopplungsdichte, links normaler ECoG-Aktivität (M0), in der Mitte spike-Aktivität (M1), links slow wave-Aktivität (M2). Die Farbcodierung läuft in acht Abstufungen von einer Kopplungsdichte von 0,6 (dunkelgrün) bis 3,2 (rot).
Abbildung 4.13 Zweikanalkopplungen in topologischer Anordnung der Triggerelektroden, jeweils in Beziehung zum gesamten Ableitfeld unter normaler ECoG-Aktivität (M0). Die Farbmarkierung kennzeichnet die maximale Zweikanalkopplungsdichte rot und die minimale Zweikanalkopplungsdichte rot und die minimale Zweikanalkopplungsdichte blau [entspricht Kopplungen pro SP].
Abbildung 4.14 Exemplarische Kreuzkorrelationsanalyse E45. Die einzelnen Maps wurden mit der Verzögerungszeit gekennzeichnet. Die Zweikanalkopplungsdichte wurde in jedem Map angepaßt; rot kennzeichnet maximale, blau minimale Kopplungsdichte. Unten links das Modul von E45 in reduzierter Abbildung; das Nahfeldmodul wurde dunkelgrau, das Fernfeldmodul hellgrau markiert. Unten rechts Zeitfunktionen der Kreuzkorrelationskoeffizienten (grün) und die für diese Funktionen gültigen Konfidenzschranken für p < 0,05 sowie die relativierte Zweikanalkopplungsdichte (blau). Die momentane Kopplungsdichteverteilung von E45 ist der Abb. 5.12 zu entnehmen.
Abbildung 4.15 Kreuzkorrelationsfunktionen (oben links) und Zeitfunktionen der Zweikanalkopplungsdichte (oben rechts) des gesamten Ableitfeldes unter normalem ECoG (M0). Die Funktionen für E45 wurden rot und die für die Elektroden E 37 blau gezeichnet. In schwarz die Konfidenzschranken für p< 0,05. Das Ableitfeld (unten links) kennzeichnet die Lage der farblich hervorgehobenen Elektrodenpositionen im Ableitfeld.
Abbildung 4.16 Anordnung der Elektroden in der EEG-Studie.
Abbildung 4.17 SP-events und EEG-Hintergrundaktivität bei mentaler Leistung: Bedingung ”Augen auf“.
Abbildung 4.18 SP-events und EEG-Hintergrundaktivität bei mentaler Leistung: Bedingung ”Rechnen“.
Abbildung 4.19 SP-events und EEG-Hintergrundaktivität bei mentaler Leistung Bedingung: ”Hören“. Rechts Lidschlagartefakt im EEG.
Abbildung 4.20 Topographische SP-Dichte-Verteilung für die drei Ableitbedingungen (links ”Augen auf“, mitte ”Rechnen“, rechts ”Hören“). In der Farbskalierung kennzeichnet rot die höchste (84,5 bis 85,0 SP/s), blau die geringste SP-Dichte (81,0 bis 81,5 SP/s).
Abbildung 4.21 Amplituden-Zeit-Templates der SP, angeordnet entsprechend der Elektrodenposition im Ableitschema. Unten bezogen auf die Bedingung ”Augen auf“, in der Mitte für die Bedingung ”Rechnen“, oben unter der Bedingung ”Hören“. Die Elektroden E04 und E05 sind unter ”Rechnen“ abweichend skaliert und mit ”*“ markiert.
Abbildung 4.22 Zeitliche SP-Modul-Entwicklung unter Verwendung der Ableitelektrode E15 als Trigger-elektrode. Dargestellt sind links die Modul-Entwicklung unter der Bedingung ”Augen auf“, in der Mitte unter ”Rechnen“, rechts unter ”Hören“. In der unteren Bildreihe sind die zugehörigen Zeitfunktionen abgebildet, wobei die Potentialentwicklung unter der Triggerelektrode E15 rot gekennzeichnet ist. Darüber als Momentaufnahmen, dem jeweils negativen bzw. positiven Gipfel zugeordnet, die darauf bezogenen Potentialverteilungen. Sie kennzeichnen zum einen die lokalisierte Generierung der SP-events, zum anderen die Strukturierung in Nah- und Fernfelder.
Abbildung 4.23 Zeitliche SP-Modul-Entwicklung unter Verwendung der Ableitelektrode E18 als Trigger-elektrode. Dargestellt sind links die Modul-Entwicklung unter der Bedingung ”Augen auf“, in der Mitte unter ”Rechnen“, rechts unter ”Hören“. In der unteren Bildreihe sind die zugehörigen Zeitfunktionen abgebildet, wobei die Potentialentwicklung unter der Triggerelektrode E18 rot gekennzeichnet ist. Darüber als Momentaufnahmen, dem jeweils negativen bzw. positiven Gipfel zugeordnet, die darauf bezogenen Potentialverteilungen. Sie kennzeichnen zum einen die lokalisierte Generierung der SP-events, zum anderen die Strukturierung in Nah- und Fernfelder.
Abbildung 4.24 SP-Module in der reduzierten peak-to-peak Darstellung. Bedingung ”Augen auf“. Hellgraue Flächen kennzeichnen Nahfelder, dunkelgraue Flächen kennzeichnen Fernfelder, weiße Flächen kennzeichnen den Übergangsbereich. Diese Form der Abbildung entspricht in erster Näherung der auf den positiven Gipfel bezogenen zeitlichen Modulentwicklung (vgl. mit Abb. 5.17 und 5.18).
Abbildung 4.25 SP-Module in der reduzierten peak-to-peak Darstellung. Bedingung ”Rechnen“. Hellgraue Flächen kennzeichnen Nahfelder, dunkelgraue Flächen Fernfelde, dazwischen weiß der Übergangsbereich.
Abbildung 4.26 SP-Module in der reduzierten peak-to-peak Darstellung. Bedingung ”Hören“. Hellgraue Flächen kennzeichnen Nahfelder, dunkelgraue Flächen Fernfelder, dazwischen weiß der Übergangsbereich.
Abbildung 4.27 lambda -Flächen unter den Bedingungen ”Augen auf“ (links), ”Rechnen“ (mitte) und ”Hören“ (rechts), wobei für alle drei Maps die gleiche Farbskalierung gilt.
Abbildung 4.28 lambda -Flächen unter den Bedingungen ”Augen auf“ (links), ”Rechnen“ (mitte) und ”Hören“ (rechts) wobei die Farbskalierung für jeden Map angepaßt wurde.
Abbildung 4.29 Integrale Darstellung der Zweikanalkopplungdichte (KKD) bei dt = 0 ms, links unter der Bedingung ”Augen auf“, rechts unter der Bedingung ”Hören“, in der Mitte unter der Bedingung ”Rechnen“. Maximale Kopplungsdichten wurden rot, minimale blau markiert (acht Stufen im Bereich von 4,5 bis 14,9). Die Kartierung folgt den topologischen Positionen der Ableitelektroden auf dem Skalp (vgl. Abb. 5.14).
Abbildung 4.30 Zweikanalkopplung bei Dt = 0 ms unter der Bedingung ”Augen auf“. Rot entspricht der maximalen, blau der minimalen Dichte. Die Farbskalierung verwendet in jedem Map die gleiche Stufung (acht Stufen; Wertebereich 0,13 bis 0,64). Anordnung nach Ableitschem (vgl. Abb. 5.14).
Abbildung 4.31 Zweikanalkopplung bei Dt = 0 ms unter der Bedingung ”Rechnen“. Rot entspricht der maximalen, blau der minimalen Dichte. Die Farbskalierung verwendet in jedem Map die gleiche Stufung (acht Stufen; Wertebereich 0,10 bis 0,74). Anordnung nach Ableitschema (vgl. Abb. 5.14).
Abbildung 4.32 Zweikanalkopplung bei Dt = 0 ms unter der Bedingung ”Hören“. Rot entspricht der maximalen, blau der minimalen Dichte. Die Farbskalierung verwendet in jedem Map die gleiche Stufung (acht Stufen; Wertebereich 0,11 bis 0,66). Anordnung nach Ableitschema (v gl. Abb. 5.14).
Abbildung 4.33 Zweikanalkopplungen für die Triggerelektrode E18 mit verschiedenen Verzögerungen unter der Bedingung ”Augen auf“. Die Farbskalierung kennzeichnet die maximale Zweikanalkopplungsdichte rot und die minimale Zweikanalkopplungsdichte blau, wobei die Skalier ung für jede der angegebenen Zeitverzögerungen angepaßt wurde. Unten links ist das Modul in reduzierter Abbildung dargestellt, dunkelgrau markiert das Nahfeld, hellgrau markiert das Fernfeld. Unten rechts im Diagramm sind die Kreuzkorrelationsfunktion zwischen Modul und verzögerten Zweikanalkopplungen blau, die Autokorrelationsfunktion der Zweikanalkopplungen rot und die zum Zeitpunkt t = 0 auf 1 gesetzten Zweikanalkopplungsintensitäten grün markiert.
Abbildung 4.34 Zweikanalkopplungen für die Triggerelektrode E18 mit verschiedenen Verzögerungen unter der Bedingung ”Rechnen“. Die Farbskalierung kennzeichnet die maximale Zweikanalkopplungsdichte rot und die minimale Zweikanalkopplungsdichte blau, wobei die Skalierung für jede der angegebenen Zeitverzögerungen angepaßt wurde. Unten links ist das Modul in reduzierter Abbildung dargestellt, dunkelgrau markiert das Nahfeld, hellgrau markiert das Fernfeld. Unten rechts im Diagramm sind die Kreuzkorrelationsfunktion zwischen Modul und verzögerten Zweikanalkopplungen blau, die Autokorrelationsfunktion der Zweikanalkopplungen rot und die relativen Zweikanalkopplungsintensitäten grün markiert.
Abbildung 4.35 Zweikanalkopplungen für die Triggerelektrode E18 mit verschiedenen Verzögerungen unter der Bedingung ”Hören“. Die Farbskalierung kennzeichnet die maximale Zweikanalkopplungsdichte rot und die minimale Zweikanalkopplungsdichte blau, wobei die Skalierung für jede der angegebenen Zeitverzögerungen angepaßt wurde. Unten links ist das Modul in reduzierter Abbildung dargestellt, dunkelgrau markiert das Nahfeld, hellgrau markiert das Fernfeld. Unten rechts im Diagramm sind die Kreuzkorrelationsfunktion zwischen Modul und verzögerten Zweikanalkopplungen blau, die Autokorrelationsfunktion der Zweikanalkopplungen rot und die relativen Zweikanalkopplungs-intensitäten grün markiert.
Abbildung 4.36 Synoptische Darstellung von Autokorrelationsfunktion (oben), Kreuzkorrelationsfunktion zwischen Modul und Zweikanalkopplung (mitte) und relativer Kopplungsintensität (unten) unter der Bedingung ”Augen auf“. Die Elektroden E15 (blau) und E18 (rot) wurden besonders markiert.
Abbildung 4.37 Synoptische Darstellung von Autokorrelationsfunktion(oben), Kreuzkorrelationsfunktion zwischen Modul und Zweikanalkopplung (mitte) und relativer Kopplungsintensität (unten) unter der Bedingung ”Rechnen“. Die Elektroden E15 (blau) und E18 (rot) wurden be sonders markiert.
Abbildung 4.38 Synoptische Darstellung von Autokorrelationsfunktion (oben), Kreuzkorrelationsfunktion zwischen Modul und Zweikanalkopplung (mitte) und der relativen Kopplungsintensität (unten) unter der Bedingung ”Hören“. Die Elektroden E15 (blau) und E18 (rot) wurden besonders markiert.
Abbildung 4.39 Lage der EEG-Elektroden (einzelne Kreise) und des ECoG-Elektroden-Grids bei Pat. V06. Die mit einer schwarzen Linie umschlossenen Grid-Elektroden und die EEG-Elektroden wurden in die Auswertung einbezogenen.
Abbildung 4.40 Darstellung simultan aufgezeichneter Potentiale von 6 EEG- und 6 ECoG-Elektroden für 10 Sekunden (Reihe 1 bis 6 EEG, Reihe 7 bis 12 ECoG).
Abbildung 4.41 Spektren des ungefilterten Signals für die EEG-Elektrode C4 (blau) und die ECoG-Elektrode E14 (rot).
Abbildung 4.42 Spektren des bandpaßfilterten (10-400Hz) Signals für die EEG-Elektrode C4 (blau) und die ECoG-Elektrode E14 (rot).
Abbildung 4.43 Gemittelte Spektren des ungefilterten Signals für die EEG- (blau, dick) und Standardabweichung (blau, dünn) und ECoG-Ableitungen (rot, dick) und Standardabweichung (rot, dünn).
Abbildung 4.44 Frequenzverteilung der Mittelwerte des bandpaßfilterten (10-400Hz) Signals für EEG (blau, dick) und Standardabweichung (blau, dünn) und ECoG (rot, dick) und Standardabweichung (rot, dünn).
Abbildung 4.45 Verhältnis der Amplituden in den EEG-Bändern zwischen ECoG- und EEG-Signal.
Abbildung 4.46 SP vor Rückfaltung, selektiert aus dem EEG-Signal der Elektrode F4 (dick schwarz: Mittelwert; dünn schwarz: Standardabweichung).
Abbildung 4.47 SP vor Rückfaltung, selektiert aus dem ECoG-Signal der Elektrode E53 (dick schwarz: Mittelwert; dünn schwarz: Standardabweichung).
Abbildung 4.48 Gemittelte SP (dick) mit Standardabweichung (dünn) vor Rückfaltung aus EEG-Ableitungen (blau) und ECoG-Ableitungen (rot).
Abbildung 4.49 Gemittelte SP (dick) mit Standardabweichung (dünn) nach Rückfaltung aus EEG-Ableitungen (blau) und ECoG-Ableitungen (rot).

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