Neue Einsichten über Hirn im Ruhe- und im Aktivitätszustand

Schnelle Techniken des Gehirns-Scans führen zu neuen Erkenntnissen über die Arbeitsweisen des menschlichen Gehirns im Ruhe- oder im Aktivitätszustand.

  • Marianne Heukenkamp
  • geschrieben am: 06.08.2013
  • Autor: M. Heukenkamp
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Wissenschaftler von der Washington University School of Medicine in St. Louis (WUSTL) und vom Institute of Technology and Advanced Biomedical Imaging an der Universität Chieti (Italien) haben schnelle Techniken der Hirn-Untersuchung dafür genutzt, die Verhaltensweisen des Gehirns in Ruhe- und Aktivitätsphasen an freiwilligen Probanden zu untersuchen. Diese wurden erst in einer Ruhephase untersucht und dann im Zustand der mentalen Aktivität bim Filmschauen. Eingesetzt wurde eine Technologie, die sich Magnetoenzephalographie (MEG) nennt und die schneller als die sonst in der Hirnforschung eingesetzte funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT) arbeitet.

Hirnforschung per funktionaler Magnetresonanztomographie

Bisher waren der Wissenschaft verschiedene Netzwerke im Gehirn bekannt, die im Ruhezustand vorhanden sind. Unter Netzwerken versteht man in diesem Zusammenhang Gruppen von Breichen im Gehirn, deren Aktivitätsniveau sich synchron verändert. Bislang wurden solche Forschungen mit der funktionalen Magnetresonanztomographie (fMRT) durchgeführt, doch können mit deren Hilfe nur Aktivitätsveränderungen in Abständen von etwa 10 Sekunden dargstellt werden. Die Forschungsarbeiten per fMRI haben zum  Beispiel erbracht, dass die Netzwerke, d.h. die miteinander kooperierenden Hirnbereiche, im Ruhe- und im Aktivitätszustand identisch sind.

Schnelle Veränderungen im Gehirn messen

Die Magnetoenzephalographie ist ein Verfahren, mit dem man die magnetische Aktivität des Gehirns misst, die durch die elektrischen Ströme verursacht wird, mit denen die Kommunikation zwischen den Nervenzellen vonstatten geht. Die MEG kann zeitlich wesentlich detaillierter und genauer die Aktivitätsveränderungen des Gehirns aufzeichnen, bis hin zu einer Frequenz von mehr als 50 Zyklen pro Sekunde.
Die Hirnaktivität tritt in Wellen auf, deren Frequenz sich im Bereich zwischen 10 Sekunden und 50 Millisekunden bewegt. Das ist unsere erste Gelegenheit, auf solche Hirnnetzwerke zu schauen, wenn sie im Frequenzbereich von 50 Millisekunden aktiv sind“, wird Studienleiter Maurizio Corbetta in der Mitteilung der WUSTL zitiert.

Die gewonnen Erkenntnisse der neurologischen Forschungsarbeiten sollen dazu beitragen Hirnerkrankungen und -verletzungen besser behandeln zu  können. Die Ergebnisse sollen in der Fachzeitschrift neuron, die Ergebnisse aus den Neurowissenschaften veröffentlicht, erscheinen.