Nichtinvasive Messverfahren geben zelluläre Vorgänge im Gehirn gut wieder

/dpa

Tübingen – Die nichtinvasiven Verfahren Elektroenzephalografie (EEG) und Magneto­enze­phalographie (MEG), bei denen die Hirntätigkeit an der Kopfoberfläche gemessen wird, er­fassen bei der Verarbeitung eines Sehreizes sehr ähnliche Informationen wie eine inva­si­ve Elektrophysiologie, bei der Mikroelektroden die Aktivität einzelner bis tausender Ner­­­venzellen direkt im Gewebe aufnehmen.

Das berichten Wissenschaftler um Mar­kus Siegel vom Hertie-Institut für klinische Hirn­forschung und der Universität Tübingen gemeinsam mit Forschern des Massachusetts Institute of Technology im Fachmagazin eLife (doi 10.7554/eLife.45645).

Ziel der Forscher war, die außerhalb des Kopfs gemessenen elektrischen und magneti­schen Felder mit der konkreten Nervenzellaktivität in Verbindung zu bringen. Dafür ent­wickelten sie ein Experiment, bei dem verschiedenfarbige Punktmuster auf einem Bild­schirm gezeigt wurden, die sich in unterschiedlichen Richtungen bewegten.

Zunächst untersuchten die Wissenschaftler die Hirnaktivität menschlicher Versuchs­perso­nen beim Betrachten dieser Muster. Dafür verwendeten sie das MEG. Parallel dazu ent­wickelten sie ein spezielles EEG, mit dem sie die vergleichbare Hirnaktivität während der Aufgabe an Rhesusaffen messen konnten. In einem dritten Schritt führten sie mit den Tie­ren das Sehexperiment durch, während sie dabei die Nervenzellaktivität mittels Mi­kro­­elektroden maßen.

Es zeigte sich, dass die gemessenen Signale bei allen drei Verfahren Informationen über Farbe und Bewegungsrichtung der Punktmuster enthielten. Darüber hinaus identifizierten die Wissenschaftler spezifische Muster im MEG und EEG, die sie in Bezug zu den Eigen­schaften einzelner Nervenzellen in bestimmten Hirnarealen setzen konnten.

Dies helfe, nichtinvasive Messverfahren in engen Bezug zu den unterliegenden zellulären Mechanismen zu setzen. „Dieser Brückenschlag trägt nicht nur zu einem besseren Ver­ständ­nis der Funktionsweise des menschlichen Gehirns bei, sondern kann langfristig auch eine genauere Interpretation von EEG- und MEG-Messungen im klinischen Kontext er­mög­lichen“, hieß es aus der Arbeitsgruppe. „Im weiteren Sinne kann nun auch die For­schung an menschlichen Probanden besser mit Untersuchungen an Versuchstieren ver­glichen werden“, betonte Siegel. © hil/aerzteblatt.de