Elektropghysiologie und EEG-Labor

Das EEG (Elektroenzephalogramm) ist eine bewährte Methode zur nichtinvasiven Messung der Gehirnaktivität mit hoher zeitlicher Genauigkeit und wird in der Grundlagenforschung verschiedener Max-Planck-Forschungsgruppen angewendet. Am Max-Planck-Institut für biologische Kybernetik gibt es in zwei Institutsgebäuden dafür eingerichtete Räumlichkeiten, die störungsfreie Messungen ermöglichen. Die präzise Lokalisierung der Elektroden und die Kombination mit MRT-Bildern ermöglichen detaillierte Rekonstruktionen der elektrischen Aktivität im Gehirn.

Das EEG erfasst die elektrischen Spannungsunterschiede an der Kopfoberfläche, die im Mikrovoltbereich liegen. Spezielle Elektroden nehmen diese schwachen Signale auf und verstärken sie für die Auswertung. Die resultierenden Wellenformen liefern zwar nur ein grobes Abbild der Gehirnaktivität, da sich die Signale auf ihrem Weg von den Nervenzellen bis zur Messung verändern können. Dennoch bleibt das EEG in Verbindung mit anderen Methoden ein wertvolles Werkzeug in der neurowissenschaftlichen Grundlagenforschung.

Das EEG zeigt vier typische Frequenzbereiche an: Alpha-Wellen (8–13 Hz), Beta-Wellen (14–30 Hz), Theta-Wellen (4–8 Hz) und Delta-Wellen (1–4 Hz). Im wachen Zustand sind bei gesunden Menschen vor allem Alpha- und Beta-Wellen zu sehen. Alpha-Wellen treten verstärkt auf, wenn man entspannt ist. Langsamere Wellen wie Theta- und Delta-Wellen sind dagegen typisch für den Schlaf – besonders Delta-Wellen kommen im Tiefschlaf vor.

Neben diesen regelmäßigen Gehirnaktivitäten gibt es auch kurze, spezielle Reaktionen auf einzelne Reize, die als ereigniskorrelierte Potenziale (EKPs) bezeichnet werden. Sie zeigen, wie das Gehirn einen bestimmten Reiz verarbeitet. Anhand der zeitlichen Abfolge und der Verteilung dieser Signale auf der Kopfhaut lassen sich Rückschlüsse auf die Abläufe im Gehirn ziehen.