Räumliche und zeitliche Veränderungen kortikaler elektrischer Aktivität bei spontan induzierter Handmotorik

Ziel: Nachhaltige neuronale Aktivität kann mit funktioneller Magnetresonanztomographie (fMRI) lokalisiert werden. Die Signalanalyse der Zeitreihen innerhalb und über Hirnvoxel hinweg zeigt zustandsspezifische Merkmale auf, die unser Verständnis z.B. verschiedener Bewusstseinszustände bereichern. Ähnliche Informationen sollten wir aus einer universell erhältlichen Werkzeug mit Hilfe einer bed-side Methode, dem Elektroenzephalogramm (EEG) ableiten können. Da das Oberflächen-EEG eine verschwommene Darstellung mehrerer neuronaler Quellen ist, ist eine Quellenanalyse erforderlich, um räumliche Details hinzuzufügen. Hier validieren wir eine Quellnraumrekonstruktionsmethode, die die Analyse des laufenden EEG im Quellraum mit Methoden ermöglicht, die mit denen von fMRT-Zeitreihen vergleichbar sind: Wir testen, ob wir gut beschriebene Oberflächen-EEG-Änderungen, die durch eine Fingertappingaufgabe induziert werden, in motorkortikale Hirnregionen lokalisieren können. Methode: 30 Probanden nahmen an einer Fingertppingaufgabe teil, die eine Desynchronisation des Oberflächen EEG induziert. Wir haben über 29 EEG-Kanäle und EMG-Elektroden über den rechten und linken M. abductor pollicis brevis aufgezeichnet und für jede Bedingung (rechte Hand, linke Hand, beide Hände, kein Tapping) sowohl im Sensor- als auch im Quellraum (minimale Varianz verzerrungsfreie Reaktion [Mindestnorm] beamforming) spektrale Leistungsdichten und weitere Analysen erstellt. Ergebnisse: Im Sensorraum beobachteten wir einen Rückgang der 8-12 Hz-Aktivität in der Nähe von C3 und C4, die wenige Sekunden vor Beginn jeder Tappingbedingung beginnt. Im Quellbereich ist die Desynchronisierung keiner genauen Region zuzuordnen. Diskussion: Die EEG-Desynchronisation stimmte mit anderen Analysen überein. EEG-Änderungen im Quellenraum konnten wir nicht analysieren, Hier sind verbesserte Methoden (Elektrodenanzahl, beamforming) notwendig, um ein laufendes EEG in den Quellraum zu transferieren. Dies wäre eine wichtige Voraussetzung für eine weitere quantitative EEG-Signalanalyse mit räumlichen Informationen ähnlich denen, die auf fMRI-Zeitreihen angewendet werden.

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