Elektroenzephalografie

Qualitätssicherung von Dr. med. Nonnenmacher am 17. September 2017
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Bei der Elektroenzephalografie (EEG) handelt es sich um ein nicht-invasives Verfahren zur Messung elektrischer Hirnaktivität. Im Deutschen spricht man auch von Hirnstrommessung. Die Elektroenzephalografie ist vollkommen ungefährlich und wird sowohl in der medizinischen Diagnostik als auch zu Forschungszwecken routinemäßig eingesetzt.

Inhaltsverzeichnis

Was ist die Elektroenzephalografie?

Der Begriff Elektroenzephalografie ist eine Komposition aus den griechischen Ausdrücken encephalon (Gehirn) und graphein (schreiben). Er bezeichnet das Messen von Potentialschwankungen der Hirnrinde mithilfe von auf der Kopfhaut angebrachten Elektroden.

Alle Neurone im Gehirn weisen ein sogenanntes Ruhemembranpotential auf, das sich bei Erregung verändert. Die Zustandsänderung einer einzelnen Nervenzelle ist dabei von außen nicht erfassbar; werden aber größere Neuronenverbände synchron erregt, so summieren sich die Potentialänderungen und lassen sich auch außerhalb des Schädels messen.

Da das Signal durch Schädelknochen, Hirnhäute, etc. gedämpft wird und nur im μV-Bereich liegt, muss es zusätzlich verstärkt werden. Außerdem müssen Störgeräusche herausgefiltert werden.

Die gemessenen Potentialschwankungen werden über die Zeit hinweg in einem Elektroenzephalogramm grafisch dargestellt.

Aus diesen EEG-Kurven können geschulte Experten Krankheitsprozesse, aber auch gesunde, forschungsrelevante Hirnaktivitäten herauslesen. Entwickelt wurde die Elektroenzephalografie in den 1920er Jahren vom Jenaer Neurologen und Psychiater Hans Berger (1873-1941).

Funktion, Wirkung & Ziele

Eine Elektroenzephalografie ist das Messen von Potentialschwankungen der Hirnrinde mithilfe von auf der Kopfhaut angebrachten Elektroden.

Beim gesunden Menschen findet die Elektroenzephalografie, je nach Wachheitszustand und kognitiver Leistung, charakteristische rhythmische Aktivitätsmuster: Im wachen, entspannten Zustand mit geschlossenen Augen treten Alpha-Wellen (8-12 Hz) auf, bei geöffneten Augen Beta-Wellen (13-30 Hz). Bei geistiger Anstrengung zeigen sich Gamma-Wellen im Frequenzbereich über 30 Hz.

Im Schlaf sind hingegen Theta-Wellen (4-8 Hz) und Delta-Wellen (<4 Hz) typisch. Grundsätzliche Abweichungen von diesen Oszillationen deuten auf neurologische Krankheitsprozesse hin. Besonders wichtig ist die Elektroenzephalografie für die Diagnostik und Verlaufskontrolle von Epilepsien, bei denen anfallsartige Entladungen großer Nervenzellverbände auftreten. Hier hilft das EEG, Art und Dauer der Anfälle zu bestimmen sowie (bei fokaler Epilepsie) Anfallsherde zu ermitteln.

Aber auch anderen Bewusstseinsstörungen kommt Elektroenzephalografie zum Einsatz: In der Schlafmedizin wird oft ein Ganznacht-EEG abgeleitet. Aus dem aufgezeichneten Hypnogramm lassen sich u. a. die Einschlaflatenz, Dauer und Verteilung der Schlafstadien sowie Weckreaktionen ablesen. Meist wird die Elektroenzephalografie hierbei mit weiteren physiologischen Messverfahren wie zur Polysomnografie kombiniert, z. B. mit Elektrokardiografie (EKG) oder Pulsoxymetrie (nicht-invasive Bestimmung des arteriellen Sauerstoffgehalts).

So lassen sich unterschiedliche Schlafstörungen wie Insomnien, Parasomnien oder Dyssomnien erkennen und objektivieren. Darüber hinaus hilft die Elektroenzephalografie, die Tiefe einer Narkose, aber auch die Tiefe eines Komas zu bestimmen. Elektroenzephalografie ist ein Instrument zur Feststellung des Hirntods. Da die Hirnrinde auch im Ruhezustand ständig elektrische Aktivität aufweist, gilt ein Ausbleiben selbiger als Hinweis auf irreversibel abgestorbenes Gewebe.

Neben ihren klinischen Einsatzgebieten findet Elektroenzephalografie auch in der Forschung häufig Verwendung. Hier sind die relevanten Veränderungen in der EEG-Kurve meist subtiler und nicht direkt ablesbar, sondern müssen mithilfe statistischer Software herausgefiltert werden. Häufig wird Elektroenzephalografie eingesetzt, um in Experimenten Reaktionen und Reaktionszeiten auf bestimmte Stimuli zu messen. Hierfür ist Elektroenzephalografie besonders geeignet, da sie eine hohe zeitliche Auflösung (im Millimeterbereich) besitzt.

In diesem Aspekt ist sie anderen Untersuchungsverfahren, etwa der Magnetresonanztomografie (MRT), der Computertomografie (CT) und der Positronen-Emissions-Tomographie (PET), deutlich überlegen. Das räumliche Auflösungsvermögen der Elektroenzephalografie ist hingegen relativ grob. Zudem wird nur die elektrische Aktivität der Hirnrinde erfasst; tiefer gelegene Hirnareale lassen sich mittels Elektroenzephalografie nur indirekt (über ihren Einfluss auf die Hirnrinde) untersuchen.

Kommerzielle und therapeutische Anwendung findet Elektroenzephalografie seit einigen Jahren in sogenannten Brain-Computer-Interfaces (BCI). Diese Technik erlaubt eine direkte Steuerung von Computern mithilfe von Gehirnwellen und wird zu Spielzwecken eingesetzt, ermöglicht aber auch Schwerstgelähmten eine Kommunikation mit der Außenwelt.

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Nebenwirkungen & Gefahren

Die Elektroenzephalografie ist eine vollkommen sichere und unschädliche Untersuchungsmethode. Es werden lediglich Elektroden auf der äußeren Kopfhaut angeklebt und ohnehin vorhandene elektrische Signale abgeleitet. Der Patient bzw. Proband wird dabei keinerlei Strahlenbelastung oder sonstiger Gefahr ausgesetzt. Eine Routineuntersuchung dauert etwa 20-30 Minuten; bei speziellen Fragestellungen kann eine Langzeit-Elektroenzephalografie nötig sein.

Bücher über Elektroenzephalografie

Quellen

  • Grehl, H. und Reinhardt, F.: Checkliste Neurologie. Thieme, Stuttgart 2008
  • Mumenthaler, M., Mattle, H.: Neurologie. Thieme, Stuttgart 2008
  • Zettl, U., Eilhard, M.: Bildgebung in der Neuroimmunologie. Thieme, Stuttgart 2004

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