Untersuchung des menschlichen Gehirns

Von Dr. Ananya Mandal, MDReviewed by Sally Robertson, B.Sc.

Das menschliche Gehirn ist eines der komplexesten Organe des menschlichen Körpers, und Schäden oder Krankheiten, die auch nur den kleinsten Teil des menschlichen Gehirns betreffen, können zu schweren Funktionsstörungen führen. Einige Techniken, die zur Untersuchung des menschlichen Gehirns eingesetzt werden können, sind:

Elektroenzephalogramm (EEG)

Dies ist ein diagnostischer Test, bei dem Elektroden auf der Kopfhaut angebracht werden, um die elektrische Aktivität des Gehirns, insbesondere der Großhirnrinde, aufzuzeichnen. Die Aufzeichnung von Potenzialdifferenzen auf der Kopfhaut, die durch die Hirnaktivität verursacht werden, wurde erstmals 1929 von Hans Berger beschrieben. Daraus entwickelte sich das heute weit verbreitete EEG.

Das EEG misst Massenveränderungen der synaptischen Aktivität in den Nerven des Gehirns und ist hilfreich bei der Diagnose, Behandlung und Bewertung von Krankheiten, die die elektrische Aktivität im Gehirn verändern, wie z. B. Epilepsie. Vor einigen Jahrzehnten kamen mehrkanalige EEG-Aufzeichnungstechniken zum Einsatz.

Diese verwenden mathematisch aufwendige Modellierungsalgorithmen, um funktionelle Hirnareale auf der Grundlage der Kopfhaut-Potentialverteilungen zu lokalisieren. Dies wird als hochauflösendes EEG bezeichnet.

Magnetoenzephalographie (MEG)

Die erste Aufzeichnung von zerebralen Magnetfeldern wurde 1968 von David Cohen mit einer Induktionsspule durchgeführt. Die erste Aufzeichnung mit einem supraleitenden Quanteninterferenzgerät (SQUID) wurde ebenfalls von Cohen im Jahr 1972 durchgeführt. Damit begann die bahnbrechende Forschung auf dem Gebiet der MEG.

MEG kann die Gehirnaktivität durch Aufzeichnung der elektromagnetischen Felder abbilden, die durch die natürlich vorkommenden elektrischen Ströme im Gehirn erzeugt werden. Diese Technik bietet eine bessere räumliche Auflösung als das EEG und hilft bei der Lokalisierung problematischer Stellen.

Die Bildgebung der regionalen Hirndurchblutung wird seit den frühen 1960er Jahren mit radioaktiven Tracer-Substanzen durchgeführt. Zu diesen Techniken gehören die Computertomographie (CT), die Positronen-Emissions-Tomographie (PET) und die Einzelphotonen-Emissions-Computertomographie (SPECT).

Funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRI)

Sowohl EEG als auch MEG haben ihre Nachteile und sind durch neuere Methoden wie die funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRI) ersetzt worden. Diese Technik kann kleinste Veränderungen erkennen und ist sowohl für die Diagnose von Krankheiten als auch für die Entwicklung von Behandlungen nützlich.

fMRI verwendet sehr starke Magnete und kann Veränderungen der Hirnaktivität in Regionen lokalisieren, die nur einen Kubikmillimeter groß sind. Darüber hinaus ist es kein invasives Verfahren und kann in großem Umfang eingesetzt werden. Allerdings liefert die fMRI keine Echtzeit-Dynamik des Blutflusses im Gehirn.

Photonen-Migrations-Tomographie

Die Photonen-Migrations-Tomographie (PMT; auch Nah-Infrarot-Spektroskopie oder optische Bildgebung genannt) ist eine weitere neue Methode zur Messung der kortikalen Aktivität und bewertet die Streuung von Nah-Infrarot-Licht aus dem Gehirngewebe.

Transkranielle Magnetstimulation

Die transkranielle Magnetstimulation ist eine Technik zur Erregung von Neuronen durch starke und zeitlich variierende Magnetfelder. Das Verfahren ist nicht-invasiv und schmerzlos.

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Verfasst von

Dr. Ananya Mandal

Dr. Ananya Mandal ist Ärztin von Beruf, Dozentin aus Berufung und medizinische Autorin aus Leidenschaft. Nach ihrem Bachelor-Abschluss (MBBS) spezialisierte sie sich auf Klinische Pharmakologie. Für sie bedeutet Gesundheitskommunikation nicht nur das Schreiben komplizierter Berichte für Fachleute, sondern auch, medizinisches Wissen verständlich und für die Allgemeinheit zugänglich zu machen.

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