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4. Messmethoden I: EEG

Vorlesung vom 23.06.2025

Vorlesung vom 23.06.2025

31
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Flashcards 31
Language Deutsch
Category Biology
Level University
Created / Updated 23.06.2025 / 23.06.2025
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Wofür braucht man einen A-D-Wandler und was bedeutet in diesem Zusammenhang das Nyquist-Theorem? 

  • Der A-D-Wandler (Analog-Digital-Wandler) digitalisiert kontinuierliche EEG-Signale für die computergestützte Verarbeitung.
  • Laut dem Nyquist-Theorem muss die Abtastrate mindestens doppelt so hoch sein wie die höchste vorkommende Frequenz im Signal, sonst entsteht Aliasing (verzerrte Darstellung langsamer Frequenzen).

Stellen Sie elektrophysiologische und bildgebende Verfahren vergleichend gegenüber! 

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Was ist ein intrakranielles EEG? 

Ableitung der elektrischen Aktivität direkt vom Kortex z. B. bei Operationen (Electrocorticography, ECoG), nicht vom Schädel aus.

Was versteht man unter dem 10-20-System? An welchen anatomischen Punkten orientiert sich dieses System? 

  • Standardisiertes System zur Platzierung von Elektroden beim EEG.
  • Orientierungspunkte: Nasion, Inion, präaurikuläre Punkte.
  • Abstände zwischen Elektroden betragen 10 % bzw. 20 % der Referenzstrecke.

In welcher Maßeinheit wird beim EEG die Spannung registriert, und in welchem Messbereich befindet man sich etwa? 

  • Spannung in Mikrovolt (µV).
  • Typischer Messbereich: 1–200 µV.

Was ist eine unipolare (bipolare) Ableitung? 

  • Unipolar: Bezug zu scheinbar „inaktivem“ Punkt (z. B. Mastoide, Ohrläppchen).
  • Bipolar: Differenz zwischen zwei aktiven Elektroden; lokalisiert besser Unterschiede

Was sind mögliche Offline Umrechnungen der Ableitungsreferenz? 

  • Gemittelte Mastoid-Referenz (nach gemessenen Signal Aktivität nach einem neuen Referenzpunkt berechnen)
  • Average Reference (Durchschnitt aller Elektroden)
    → Wichtig: Gute Oberflächenabdeckung notwendig.

Welche Artefaktquellen müssen bei der EEG-Aufzeichnung beachtet werden? 

  • Physiologisch: Augenbewegungen, Muskelaktivität, Herzschlag.
  • Nicht-physiologisch: Netzbrummen (50 Hz), lockere Elektroden
  • Muskulär: Muskel-, Augenbewegungen

Wie lassen sich Artefakte im EEG vermeiden bzw. korrigieren? 

  • Abschirmung (Faraday-Käfig)
  • Erdung & Filter (z. B. Notch-Filter 50 Hz)
  • EOG-Koregistrierung, Bewegungsvermeidung, algorithmenbasierte Korrektur.

Wo machen sich im EEG Augenbewegungen als Artefakte besonders bemerkbar? 

  • Besonders im frontalen Bereich des EEGs sichtbar (nahe an den Augen).

Beschreiben Sie mögliche Verfahren zur Filterung von EEG-Aufzeichnungen. Warum werden Filter eingesetzt? 

  • Hochpassfilter: Entfernt langsame Schwankungen.
  • Tiefpassfilter: Entfernt schnelle Frequenzen.
  • Band Pass/Notch-Filter: Entfernt Netzfrequenz (z. B. 50 Hz)

    → Dient der Artefaktreduktion und Frequenzselektion.

Was macht eine Fourier-Analyse? 

  • Zerlegt EEG-Signale in Sinuswellen verschiedener Frequenzen & Amplituden.
  • Grundlage für Spektralanalyse.

Was versteht man unter Spektralanalyse? Was ist ein Power-Spektrum? 

  • Spektralanalyse: Bestimmt zeitlichen Anteil einzelner Frequenzen.
  • Power-Spektrum: Quadrierte Amplituden der Frequenzen – zeigt dominante Rhythmen.

Welches sind die klassischen Wellenbereiche des EEG (Name, Frequenzbereich) und in welchen Zuständen lassen sie sich beobachten? 

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Welcher Wellenbereich ist im entspannten Wachzustand (Augen geschlossen) dominant? 

Alpha-Wellen (8–13 Hz), besonders bei geschlossenen Augen.

Was versteht man unter einer Alpha-Blockade? 

  • Abnahme des Alpha-Rhythmus beim Öffnen der Augen oder bei kognitiver Aktivität.

Wofür werden Messungen der EEG-Spontanaktivität in der Psychologie und der Neurologie eingesetzt? 

  • Psychologie: Aufschluss über zerebrale Aktivierungsprozesse, Aufmerksamkeitsprozesse, Schlafstadien, Bewusstseinszustände
  • Neurologie: Funktionsveränderungen im Zusammenhang mit Kopfverletzungen, Demenzen, ...

Wodurch unterscheiden sich Grand-Mal und Petit-Mal-Anfälle? 

  • Grand-Mal: Bewusstseinsverlust, Muskelkrämpfe, große EEG-Veränderungen.
  • Petit-Mal: Kurze Bewusstseinsaussetzer, Spike-Wave-Komplexe, keine Krämpfe.

Beschreiben Sie das Vorgehen, mit dem ereigniskorrelierte Potenziale sichtbar gemacht werden können. 

  • Mittelung vieler EEG-Segmente relativ zu einem Stimulus.
  • Spontanaktivität reduziert, Ereignisantwort bleibt sichtbar.

Wie kommt die Nomenklatur der Komponenten ereigniskorrelierter Potenziale zustande?

  • Benennung nach Latenz (z. B. P300) oder Reihenfolge (z. B. N2) und Polung.

Was bedeuten N und P bei ereigniskorrelierten Potenzialen? 

N = negativ (nach oben im EEG), P = positiv (nach unten) – jeweils relativ zur Baseline.

Was sind exogene, was endogene Komponenten eines ereigniskorrelierten Potenzials? 

  • Exogen: Früh, stimulusgetrieben (< 200 ms).
  • Endogen: Spät, bedeutungsbezogen (z. B. Kognition, Entscheidung).

Welche Kennwerte lassen sich aus ereigniskorrelierten Potentialen ableiten? 

  • Amplitude, Polarität, Latenz, Ort auf der Kopfhaut (Topografie).

Wofür werden Messungen ereigniskorrelierter Potentiale in der Psychologie und der Neurologie eingesetzt? 

  • Psychologie: Kognitive Prozesse, Aufmerksamkeit, Emotionsverarbeitung.
  • Neurologie: Sensorik bei nicht-kooperativen Patient*innen, Reizweiterleitung.

Wie können Zeit- und Frequenzinformationen in der EEG-Analyse integriert werden? 

Zeit-Frequenz-Analyse: Zerlegung in Epochen + Fourier-Analyse pro Epoche.

Warum können Aktionspotentiale nicht für die im EEG gemessenen Spannungsschwankungen verantwortlich sein? 

  • Lokal, kurz (<2 ms), keine ausreichende Summation.
  • EEG stammt von postsynaptischen Potentialen (EPSPs).

Welche physiologischen Prozesse liegen negativen (positiven) Potentialschwankungen im EEG tatsächlich zugrunde? 

  • Negativ: oberflächennahe EPSPs, tiefe IPSPs.
  • Positiv: umgekehrt.

Wie entstehen EEG-Rhythmen? 

  • Alpha: Thalamus-Schrittmacherzellen.
  • Beta/Gamma: intrakortikale Oszillationen.

Was ist der Unterschied zwischen MEG und EEG? 

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Welche Techniken können für MEG-Messungen genutzt werden? 

  • SQUIDs (superconducting quantum interference devices)
  • OPM (optically pumped magnetometers).

Welche Vor- und Nachteile hat das MEG gegenüber dem EEG? 

Vorteile MEG:

  • Bessere räumliche Auflösung
  • Keine Verzerrung durch Gewebe
  • Gute Lokalisierung

Nachteile:

  • Sehr teuer
  • Aufwendige Abschirmung
  • Weniger portabel.