D4 Evozierte Potenziale

Thema

Die evozierte Antwort ist die spezifische neuronale Aktivität, die das Gehirn als Reaktion auf einen sensorischen Reiz erzeugt. Sie wird extrahiert, indem mehrere Messungen aus der Hintergrundaktivität des Elektroenzephalogramms (EEG) gemittelt werden – derselben EEG-Aktivität, die bereits zur Aufzeichnung des gesamten Hirnsignals in einem anderen Modell verwendet wurde. Diese Mittelung funktioniert, weil sich zufällige Signale, die nicht mit dem sensorischen Reiz korreliert sind, bei der Mittelung tendenziell gegenseitig aufheben, während die evozierte Antwort, die von Messung zu Messung konsistent ist, erhalten bleibt und sich mit jeder weiteren gemittelten Messung verstärkt.

Die Verbesserung des Signal-Rausch-Verhältnisses der evozierten Antwort ist nicht proportional zur Anzahl der gemittelten Messungen, sondern steigt langsamer, proportional zur Quadratwurzel der Anzahl der gemittelten Messungen: Eine Verdopplung der Anzahl der gemittelten Messungen verdoppelt das Signal-Rausch-Verhältnis der evozierten Antwort nicht, sondern verbessert es nur geringfügig.

Die extrahierte evozierte Antwort wird klinisch durch zwei Merkmale jedes Peaks ihrer Wellenform charakterisiert: die Latenz, d. h. die Zeit, die die evozierte Antwort benötigt, um den Peak einer bestimmten Komponente zu erreichen, und die Amplitude dieses Peaks.

Bei Hirnstamm-evozierten Potenzialen, einer speziellen Art evozierter Antworten, ermöglicht das Intervall zwischen aufeinanderfolgenden Peaks die Schätzung der zentralen Leitungsgeschwindigkeit. Dieses Konzept erweitert die axonale Leitungsgeschwindigkeit, die bereits in einem anderen Modell zur Beschreibung der Signalausbreitung entlang des Axons verwendet wird. Je länger das Intervall zwischen den Peaks in dieser Hirnstamm-evozierten Antwort ist, desto niedriger ist die geschätzte zentrale Leitungsgeschwindigkeit.

Wenn die Latenz oder das Intervall zwischen den Peaks der evozierten Antwort eine Verzögerung gegenüber den erwarteten Normwerten für die jeweilige sensorische Bahn aufweist, deutet diese Verzögerung auf eine Veränderung in der untersuchten sensorischen Bahn hin. Dies tritt beispielsweise bei der Demyelinisierung im Rahmen einer Multiplen Sklerose auf, die die Signalleitung entlang der sensorischen Bahn verlangsamt.

Anders als die Latenz und Amplitude der frühen Komponenten der evozierten Antwort, die primär von den physikalischen Eigenschaften des sensorischen Reizes abhängen, gibt es spätere kognitive Komponenten der evozierten Antwort, die stattdessen von der subjektiven Wahrscheinlichkeit des Reizes – also davon, wie erwartet oder unerwartet der Reiz für das Individuum ist – und nicht allein von seinen physikalischen Eigenschaften abhängen. Zusammengenommen ermöglicht uns diese evozierte Antwort, die durch Mittelwertbildung aus dem Hintergrund-EEG extrahiert wird, die Integrität der sensorischen Bahnen des Gehirns zu charakterisieren und komplexere kognitive Prozesse zu untersuchen, die über die physikalischen Eigenschaften des Reizes hinausgehen.

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