Es gibt viele verschiedene Methoden, um Informationen über die Strukturen und Funktionen des Gehirns zu erfassen.

Die drei gängigsten und am häufigsten eingesetzten Verfahren sind die funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT), die Magnetenzephalographie (MEG) und die Elektroenzephalographie (EEG). Von diesen Methoden ist das EEG die vielseitigste und kostengünstigste Lösung.

Elektroenzephalografie (EEG):

Bei der EEG-Untersuchung wird die elektrische Aktivität gemessen, die von den verschiedenen kortikalen Schichten des menschlichen Gehirns erzeugt wird. Konkret werden elektrische Signale aus Bereichen der grauen Substanz erfasst, in denen sich eine hohe Dichte an Pyramidenzellen befindet, die miteinander kommunizieren.

Wenn große Gruppen dieser Pyramidenzellen synchron feuern, strahlt die dabei entstehende elektrische Aktivität an die Kopfhautoberfläche ab – genau das erfassen wir mit EEG-Elektroden. Da die elektrischen Felder noch sehr schwach sind, werden die Signale in der Regel verstärkt. Die Aktivität ist im Vergleich zu einer Referenzstelle (die sich typischerweise hinter den Ohren befindet und als linker bzw. rechter „Mastoidfortsatz“ bezeichnet wird) stärker.

Beachten Sie, dass das EEG eine relative Messung und keine absolute Spannung darstellt – es gibt stets einen relativen Anstieg oder Abfall der elektrischen Aktivität an einer bestimmten Stelle an. Die Veränderungen der elektrischen Felder vollziehen sich sehr schnell – daher erhalten Sie mit dem EEG Einblicke in Gehirnprozesse mit einer sehr hohen zeitlichen Auflösung (je nach Abtastrate bis zu 1 Millisekunde).

Mit dem EEG lassen sich Gehirnaktivitäten erfassen, die kurz nach dem Auftreten visueller oder akustischer Reize auftreten (bereits 50 bis 100 Millisekunden nach dem Reiz sind konsistente Gehirnaktivitäten zu beobachten), aber Sie können auch Gehirnzustände über längere Zeiträume (Stunden bis Tage) hinweg überwachen, die Aufmerksamkeit, Motivation oder Schläfrigkeit widerspiegeln. Diese hervorragende zeitliche Auflösung liefert Ihnen Einblicke in den genauen zeitlichen Ablauf der Gehirnverarbeitung.

Funktionale Magnetresonanztomographie (fMRT):

Die fMRT ist ein Verfahren der funktionellen Neurobildgebung, bei dem die Gehirnfunktion durch die Erfassung von Veränderungen des Blutflusses gemessen wird, die mit neuronaler Aktivität einhergehen. Die Annahme ist, dass Neuronen mehr Sauerstoff benötigen, wenn sie aktiv sind. Bei der fMRT besteht ein Kompromiss zwischen räumlicher und zeitlicher Auflösung, dennoch ist sie im Vergleich zu Methoden wie EEG oder MEG eine relativ langsame Neurobildgebungsmethode. Die zentrale Stärke der Magnetresonanztomographie liegt jedoch in ihrer hervorragenden räumlichen Auflösung. Mit der Magnetresonanztomographie können Sie die individuellen Schädelformen und kortikalen Schichten aller Ihrer Probanden rekonstruieren.

In der Regel müssen die Probanden regungslos in einem Magnetkern liegen, während Hochfrequenzimpulse ausgesendet werden (mehr darüber, wie der Vorgang abläuft, erfahren Sie hier). Die fMRT misst dann die Veränderung der Magnetisierung zwischen sauerstoffreichem und sauerstoffarmem Blut und zeigt so einen relativen Unterschied zwischen verschiedenen Hirnregionen auf.

Magnetenzephalographie (MEG):

Während das EEG die durch neuronale Aktivität erzeugte elektrische Aktivität aufzeichnet, erfasst die MEG die durch neuronale Aktivität erzeugten Magnetfelder. MEG-Geräte sind vollständig stationär (ähnlich wie fMRT-Geräte). Die Probanden müssen dabei fast bewegungslos liegen oder sitzen und ihre Bewegungen auf ein Minimum beschränken.

MEG-Messungen müssen in der Regel in einer abgeschirmten Kammer durchgeführt werden, um zu verhindern, dass Magnetfelder von außen die Datenaufzeichnung stören. Der größte Vorteil besteht darin, dass die MEG die hohe zeitliche Auflösung, ähnlich wie beim EEG, mit einer hohen räumlichen Auflösung verbindet.

Letztendlich erhält man ein genaues Bild von der zeitlichen Auflösung des Signals, sodass man genau weiß, welche Bereiche aktiv sind, und gleichzeitig die Struktur des Gehirns sehr genau kennt.

Und was nun?

Wenn Sie mehr über verschiedene Technologien zur Messung der Gehirnaktivität erfahren möchten oder weitere Fragen zur Verhaltensforschung haben, können Sie sich gerne an uns wenden.

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