KAPITEL III
DAS EEG: Frequenzen und normale und auffällige Wellen
Der Elektroenzephalograph dient dazu die elektrische Aktivität von Neuronen, den Nervenzellen des Gehirns, zu messen. Die daraus resultierende Darstellung wird Elektroenzophalogram genannt. (EEG)
Definitionen und
Beschreibungen vielgenutzer Begriffe
Quantitatives EEG
Definition
QEEG ist die Abkürzung für Quantitatives EEG. Dieser Begriff wird immer dann benutzt, wenn die Analysesoftware das EEG Signal in den verschiedensten Aspekten quantifiziert. Bei diesem Prozess geht einiges an Information verloren, während andererseits Informationen gewonnen werden. Beispielsweise gibt dieser Prozess keinerlei Auskunft über bestimmte Aspekte der Morphologie der EEG Wellen oder über das Vorkommen von einzelnen Wellenformen wie Burts von Wellen mit hoher Amplitude, die unregelmäßig erscheinen. Solche Ereignisse werden den Durchschnittswerten, die das QEEG zeigt, geopfert. Andererseits macht die Darstellung gemittelter Werte in zu beobachtenden Frequenzbereichen und deren Ratios, es dem Therapeuten leichter, zu sehen, was im Gehirn des Probanden geschieht. Der Computer stellt die unterschiedlichsten Werte in Grafiken dar als ein Spektrum der Magnitude, also der durchschnittlichen Amplitude in einem bestimmten Zeitabschnitt oder der Power im Verhältnis zur Frequenz, oder er zeichnet eine topographische Karte, die die EEG Aktivität an verschiedenen Elektrodenpositionen zeigt.
Normative Datenbanken
Es können auch Vergleichswerte aus normativen Datenbanken zur Auswertung benutzt werden. Es gibt mehrere Datenbanken, die auf dem Markt erhältlich sind und die dazu genutzt werden können 19 Kanal Assessments auszuwerten. Diese Datenbanken sind, in alphabetischer Reihenfolge, die von Frank Duffy, William Hudspeth, E. Roy John, Yuri Kropotov (WIN-EEG), ,Sterman und Kaiser (SKIL), Robert Thatcher (NeuroGuide), Thompson und Hagedorn (Evoke Neuroscience).
Amplitude und Power
Normalerweise wird das QEEG die Amplituden in Microvolt (µV) darstellen und die Power in Pikowatt (pW) für jede spezielle Frequenz an jedem der Messpunkte. Berechnungen der Ratios, der Standardabweichungen und andere statitische Größen werden ebenfalls angezeigt. Das QEEG wird in der Regel durch ein 19 kanal EEG Assessment gewonnen, aber es ist auch möglich, quantitative Auswertungen von einer einzigen Elektrodenposition zu erhalten. Eine Einzelelektrode an Cz wurd in der Metastudie von Monastra, Lubar, Green und Linden (1999) benutzt, um die Theta/Beta Ratios von ADHS Kindern mit denen einer Kontrollgruppe zu vergleichen. Der begriff QEEG ist also unabhängig von der Anzahl der ausgewerteten Messpunkte anwendbar.
Die Interpretation eines 19 Kanal QEEG ist nicht für Anfänger im Feld des Neurofeedback, deshalb wird es erst viel weiter hinten in diesem Buch behandelt werden. Dort wird man auch graphische Beispiele für solche 19 Kanal Assessments finden.
Das EEG Spektrum (Frequenzen) – Fast Fourier Transformation
Transformation von Time-Related Domain zur Frequenzy Domain.
Die Transformation der time-related domain des Roh EEG zur frequency domain zur Erstellung von statistischen Asuwertungen erfolgt durch eine mathematische Kalkulationf, die Fast Fourier Transform (FFT). Jean Baptiste Fourier entdeckte, dass jedes wiederkehrende Signal in eine Serie von Sinuswellen interptretiert werden kann. Die Aufsplitterung einer komplexen Welle in ihre Komponenten kann man eine Furier Analyse nennen. Fisch bemerkte dazu: “Die FFT Funktion basiert auf der Tatsache, dass jedes Signal als eine Kombination von Sinus und Kosinus Wellen unterschiedlicher Phasen, Frequenzen und Amplituden dargestellt werden kann.” (Fisch, 1999, p 125). Das Quadrieren dieser Fourier Koeffizienten erfolgt, um ein Power Spektrum zu erhalten, das die in Picowatt (pW) gemessene Power verschiedener Frequenzen zu einem bestimmten Messpunkt anzeigt. Diese Art der Darstellung wird beispielsweise benutzt, in den Datenauswertungen der meisten Assessment Programme der unterschiedlichen Anbieter von Neurofeedbacksoftware. Der Begriff Power wird auch in thatchers NeuroGuide Programm benutzt, steht dort aber für quadrierte Microvolt Daten, die nicht mit einem Konstantwert multipliziert werden. Die NeuroGuide Software nennt diese Einheiten Picowatt. Andere Programme wie beispielsweise BioGraph benutzen als Messgröße Mikrovolt, ein Wert, der besser zum Roh EEG passt, der aber keine so dramatischen Differenzen zwischen den Magnituden der Frequenzbänder anzeigt, weil die gewählte Maßeinheit kleiner ist. (Das Quadrieren einer Mikrovolt Ration ergibt eine Ratio in Pikowatt; wie auch immer, leichte Variationen der Messbedingungen die zu den ermittelten Werten führten, können diese Differenz überlagern.) Es muss angemerkt werden, dass das EEG nicht tatsächlich nur aus Signalen von Sinus Wellen besteht. Nichtsdestotrotz ist das Power Spektrum beachtenswert genau und ein wertvolles Instrument zur Auswertung des EEG.
Absolute Messwerte in den Frequenzbändern
Absolute band values sind Berechnungen, die auf Werten unterhalb der Spektralkurve dieser Frequenz basieren (Beispielsweise 4-8 Hz). Das Dividieren zweier absolute band values führt zum Wert der RATIO genannt wird (eine solche Ration für Theta/Beta Werte wird berechnet durch den Wert der Aktivität bei 4-8 Hz geteilt durch den pW Wert der Aktivität zwischen 13 und 21 Hz) Theoretisch gleicht diese Berechnung die unterschiedlichen Messbedingungen verursacht durch Haut und schlechten Kontakt aus. Nur so werden Vergleiche zwischen den Ratios von Personen mit ADHS wissenschftlich vergleichbar. (Monastra et al., 1999; Jansen, 1995; Mann, 1992).
Warnungen
Erinnern sie sich: nach dem Quantifizieren des EEG verfügen wir über Messwerte und Grafiken (Spektral und topographische Darstellungen) die aber keine Aussage über die Morphologie des EEG beinhalten oder über unvermittelt auftretende Einzelwellen. Spikes und Wave Komplexe sind nicht in dieser Information enthalten. Die topographische Karte hilft uns auch nicht dabei, eine Aktivität zu lokalisieren. Topographische Karten sind ein Hilfsmittel die EEG Aktivität unter einer großen Anzahl von Elektrodenpositionen darzustellen. Sie zeigen exakt, welche Elektrodenposition die maximale Power einer bestimmten Frequenz aufweist. Man sollte aber sehr vorsichtig sein, bei der Interpretation dieser Karten. Aber erinnern sie sich bitte daran, dass einige wenige Amplituden mit hoher Amplitude den gleichen Messwert haben können wie eine deutlich kleiner Amplituden derselben Frequenz. Die Analyse wird aber ebenso durch Artefakte erschwert, so dass es Pflicht ist, die EEG Daten sorgfältig zu erheben und von Artefakten zu säubern, ehe man eine quantitative Auswertung versucht. Es ist unabdingbar, dass man das roh EEG immer im Auge hat, bevor man zu irgendeinem Schluss gelangt. Topografische Karten beeindrucken, aber sie sollten im Gedächtnis behalten, dass es in Wahrheit nur 19 Messwerte eines 19 Kanal Assessments sind. All diese Messwerte, die farblich dargestellt werden, sind Annäherungswerte (Schätzwerte) Die einzige Möglichkeit, die räumliche Auflösung zu verbessern besteht darin, die Anzahl der Messelektroden zu vermehren. Wie auch immer, auf die zielsetzungen der Neurofeedbackanwendungen hat das alles nur einen geringen Einfluss.
Wellenformen, Frequenzen, Pahase und Synchronizität
Morphologie
Morphologie (oder Wellenform) meint die Form einer Welle. Die folgenden Begriffe werden nur kurz im Basis text definiert, weil sie diese wahrscheinlich nie benutzen werden, aber sie könnten in Fachbüchern auf sie stoßen.
Reguläre und Irreguläre Wellen
Reguläre Wellen können als Sinuswellen auftreten, bogenförmig oder auch asymmetrisch und triangular, wobei sie wie die Zacken eines Sägeblattes aussehen. Irreguläre Wellen verändern in einem bestimmten Rhythmus Frequenz und Morphologie.
Monophasische/Biphasische/Triphasische, Transiente, und Rythmische Wellenformen und Wellenkomplexe
Eine Welle ist monophasisch, wenn sie entweder auf oder abwärts geht, biphasisch, wenn sie auf- und abwärts geht und triphasisch, wenn sie aus dreien solcher Komponenten besteht. Eine transiente Welle hebt sich deutlich gegen das Hintergrundeeg ab. Ein Komplex ist eine Sequenz von zwei oder mehreren Wellen, die wiederkehren in einer bestimmten, gleichbleibenden Form (Fisch, p 145). Sinuswellen, wie z.B. Alphawellen oder Spindeln wie Schlafspindeln oder ähnliche Wellen wie die des sensomotorischen Rhythmus, werden als rhythmisch beschrieben.
Wenn Wellen in Phase auftauchen, bedeutet das, dass sie zur gleichen Zeit absolut identisch auf einer anderen Region des Gehirns auftauchen. Wenn sie nicht übereinstimmen sind sie „out of phase“. Wie auch immer, die Wellen können auf gleiche Art und Weise auf und ab schwingen, aber trotzdem nicht zusammenhängen. In diesem Falle würde eine Zeitlücke bestehen, die als „phase angle“ bekannt ist. Wenn dieser Winkel 180 Grad beträgt, wandern die Peaks in die jeweilige Gegenrichtung und das Ganze würde „phase reversal“ genannt.
Anmerkungen (Fisch): “Phase: (1) Zeit oder Polaritäts Verhältnis zwischen einem Punkt auf einer Welle, in einer Ableitung und dem identischen Punkt auf derselben Welle, die sich gleichzeitig in einer anderen Ableitung findet. (2) Zeit oder Winkelverhältnis zwischen einem Punkt auf einer Welle und dem Anfang der Bewegung auf derselben Welle, gewöhnlicherweise ausgedrückt in Winkelgraden oder Radien.” (Fisch, p450)
Note: Für den Begriff Richtung kann man auch das Synonym Kanal benutzen. Derivation meint den Prozess der Messung von einem Elektrodenpaar in einem EEG Kanal. (Fisch, p 443).
Bewusstseinszustände, Wellenformen und EEG Bänder
Historischer Kontext
Unterschiedliche Wellen werden in den unterschiedlichen EEG Bändern beobachtet. Eine sehr schöne Analogie ist die zu einer Seeoberfläche. Es gibt sehr große Wellen, zum Beispiel von einer Fähre, und kleinere regelmäßigere Wellen wenn ein Motorboot vorbeifährt, und leicht unregelmäßige und desynchrone Bewegungen, wenn ein Wind über den See fegt. Wechselnde Ladungen wechseln zwischen postiv, negativ und dann wieder positiv. Wechselnde Ladungen werden deshalb Wellen verursachen, wenn sie eine Zeitlang aufgezeichnet werden. Dieser Vorgang wurde erstmals von Richard Caton 1875 beschrieben, als er einen Galvanometer benutzte, um die elektrische Aktivität im Kortex eines Hasen nachzuweisen. Er zeigte die Wellen mit Hilfe eines Lichts, das die Wellen als Schatten auf der Wand sichtbar machte. 1920 war es Hans Berger, der als erster ein menschliches EEG aufzeichnete und darüber berichtete. Er benutzte Papieraufzeichnungen mit Hilfe einer Reihe von Stiften die mit den verschiedenen EEG Kanälen verbunden waren. Das war die allgemein übliche Methode, bis uns Computer ermöglichten, das EEG als digitalisiertes Signal einzufangen und auf dem Computerbildschirm darzustellen. Einige Krankenhaus EEG Geräte schreiben immer noch auf Papier, aber auch die Neurologen wechseln immer öfter zum Computer Display.
Frequenzbänder
Bevor wir Bandbreiten beschreiben ist es wichtig, zu verstehen, dass die Frequenz einer Welle nur die Anzahl des Vorkommens dieser Welle in der Sekunde ist. Wenn wir uns vorstellen, dass ein Motorboot 4 Wellen produziert, die in einer Sekunde ein Dock passieren, dann wissen wir, dass jede von diesen Wellen 250 ms dauerte. Die Frequenz dieser Welle würde bei 4 Zyklen in der Sekunde liegen. Das wird gewöhnlich als 4 Hz berzeichnet. Hz ist eine Abkürzung des Namens eines deutschen Physikers, Heinrich Hertz, der am Ausgang des 19 Jahrhunderts als erster Wellen auf diese Art beschrieb. Vier Hz liegt im Theta Band, wie weiter unten beschrieben werden wird. Das EEG ist größtenteils eine wellenförmige Linie. Diese Linie besteht aus Wellen mit vielen unterschiedllichen Morphologien und Frequenzen, gemessen nach der Anzahl des Vorkommens dieser Welle in einer Sekunde. Manchmal sieht man schnelle Wellen, die auf langsameren Wellen reiten. Alle Frequenzen sind in der schmalen Wellenlinie des EEG zusammengemischt anwesend.
Bandbreiten beschreiben die Breite bestimmter Frequenzbänder. Beispielsweise wird die relativ hohe Amplitude einer synchronen Alpha Welle, die wir bei geschlossenen Augen des Probanden zu sehen bekommen, normalerweise in einem Frequenzbereich zwischen 8 und 12 Hz liegen 8-12 Cycles pro Sekunde. Es gibt aber auch langsamere Alpha Wellen, speziell bei Kindern, die nur bei 6-7 Hz liegen oder auch schnellere, die bei 13-14 Hz liegen. Es ist die Morphologie, nicht die Frequenz, die entscheidet, was eine Alpha Welle ist und was nicht. Ort, Amplitude und Reaktivität wie beispielsweise beim Alpha Block durch Augen Öffnen, bieten weitere Hinweise. Eine typische Bandbreite ist niemals statisch. Der folgende Abschnitt diskutiert einige der typischen Bandbreiten und das Alter sowie den mentalen Zustand, der vorliegt, wenn eine bestimmte Bandbreite hauptsächlich beobachtet wird.
Das Spektrum
Um es leichter zu machen, welche Bandbreite hohe Amplituden aufweist und welche niedrige während unterschiedlichen mentalen Zuständen und Tätigkeiten, wird eine Spektrum benutzt, also ein Histogramm, dass die Amplitude in jeder Frequenz normaleweise zwischen 2 und 32 Hz zeigt. Es kann hilfreich sein, ein Spektrum abzudecken, das bis 60 Hz reicht, so dass man elektrische Interferenzen aus dem Stromnetz oder Muskelartefakte besser erkennen kann. Hohe 60 Hz Aktivität kann aber auch ein Hinweis auf eine schlechte Impedanz sein, die von einem unzureichenden Kontakt zwischen Haut und Elektrode herrührt. (In Europa, Asien und Australien arbeitet das Stromnetz mit 50 Hz) Um zu verstehen, was ein Spektrum ist, stellen sie sich bitte 61 Container in einer Reihe vor. Dann fragen sie den Computer, aus dem sehr komplexen EEG all jene hervorzuheben, die 1 Hz haben, um diese in einem Turm zu stellen. Dann bitten sie den Computer dasselbe mit allen 2 Hz Wellen zu tun und diese als zweiten Turm aufzubauen, dann alle mit 3 Hz und so immer weiter bis 62 Hz. Dann befehlen sie dem Computer daraus ein Histogramm zu erstellen, der Höhe jeder Reihe, um die Power in Pikowatt zu repräsentieren (oder die Amplitude in Mikrovolt, abhängig davon, welches EEG Gerät sie benutzen.) Die schnellen, modernen Computer sind in der Lage, diese mathematische Leistung (Fast Fourier Transformation) in Millisekunden als Graphik zu präsentieren. Die Amplitude nimmt gewöhnlich kontinuierlich ab, wenn man sich von 2 hz zu 62 hz bewegt, weil Knochen und Haut schneller Frequenzen stärker reduzieren als langsame Frequenzen. Deshalb gilt, wenn man einen starken Anstieg oder eine Absenkung in irgendeinem speziellen Bandbereich wahrnimmt, dass diese Tatsache auffällig ist. Als Ausnahme gilt der Anstieg des Alpha Bands beim Erwachsenen mit geschlossenen Augen. Man wird einen steilen Anstieg der Alpha Aktivität sehen.
Magnitude und Amplitude
Wir sprachen bereits über die Magnitude der Welle als gemittelten Powerwert in Picowatt innerhalb einer definierten Zeitperiode. Die Amplitude ist die Höhe der EEG Welle gemessen in Mikrovolt, einem Millionenstel Volt. In den meisten EEG Geräten, zeigt jede Grafik die durchschnittliche Amplitude dieser frequenz in einer Sekunde. Das Verhältnis zwischen zwei messungen ist das Power das Quadrat der Amplitudensstärke ist (x 6.14) Dementsprechend ist die Power erheblich höher.
Sensitivität und Gewinn
Die EEG Geräte wurden so eingestellt, dass sie eine genaue Schätzung der Amplituden der EEG Wellen erhalten. Diese Amplituden Messung basiert auf dem Vergleich des EEG Signals mit der Höhe eine Welle eines Kalibrierungssignals. Ihr Verstärker vollbringt seine Arbeit in Kategorien der Sensitivität und des Gewinns. Dementsprechend haben Verstärker bekannte Sensitivitäten die in einer festen Einheit in µV/mm bekannt sind (Eine höhere Sensitivität bedeutet geringere Verstärkung der Aufnahme) Damit wird ein Kalibrierungssignal von 50 mv eine Abschwächung der Welle um 7 mm bedeuten, da der Verstärker eine Sesitivität von 7 mv/mm besitzt. Also wird jedes Signal, das 4 mm hoch ist zu einer Amplitude von 28 mv (7 mm x 4 mv)(see Fisch, 1999, p45, 149). (Diese Ausführungen setzen voraus, dass das Kalibrierungssignal mit demselben Filter und den gleichen Gains gesetzt wurde. Sie müssen die Sensitivität verändern, wenn sie mit verschiedenen Altersgruppen arbeiten, weil Kinder eine sehr viel höhere Amplitude besitzen als Erwachsene. Sie müssen die Sensitivität herabsetzen und damit die Verstärkung mindern, wenn sie mit Kindern arbeiten.
Gain oder Gewinn ist ein Begriff, der das Varhältnis der Voltstärke eines Signals am Verstärkerausgang in Beziehung setzt zur Voltstärke am Verstärkereingang. Beispielsweise ist ein gain of 10V/10mv = 1 Million. Man findet den gain Wert in den Spezifikationswerten Ihres Verstärkers. Ein gain von 1 Million (oder 106) entspricht 120 Dezibel. Ein einfacher Weg das zur berechnen ist die Multiplikation der Power mit dem Faktor 20 plus 10 (20 x 6 = 120 Dezibel)
Der Zusammenhang zwischen typischen Bandbreiten und mentalen Zuständen
Es gibt keine guten oder schlechten Frequenzen. Alle Frequenzen sind im richtigen Augenblick bei der bewältigung einer bestimmten Aufgabe adäquat. Die effizietesten Gehirne zeigen Flexibilität und sind in der Lage, entsprechend jeder Aufgabe, zwischen den Frequenzen zu wechseln. Man könnte die Frequenzbänder mit den Gängen eines Autos vergleichen; man braucht alle Gänge und man wünscht sich, das man sie leicht wechseln kann.
Delta
0.5-3 Hz (0.5-3 Zyklen in der Sekunde) Wellen werden Delta genannt. Delta ist bei Kleinkindern die dominante Frequenz. Diese Wellen werden wahrscheinlich im Kortex generiert (Layer V) und haben eine Korrelation mit Perioden verringerter Aktivität von Pyramidenzellen. Diese Wellen werden bei Menschen aller Altersgruppen im Schlaf gefunden. Im Stadium 4 Schlaf sind mehr als 50% der EEG Wellen im Belta Bereich. Im Wachzustand kommen sie bei Kleinkindern vor oder bei Kindern mit Lernschwierigkeiten sowie bei Menschen mit Hirnschäden. Delta Aktivität ist die dominante Frequenz bei gesunden Kleinkindern die älter als 6 Monate sind. Zu beachten sind Eye Blinks und Augenbewegungen, die Delta ähnliche Artefakte erzeugen.
Theta
3-7 Hz, 4-7 Hz or 4-8 Hz Wellen werden Theta genannt. Hauptsächlich stammt dieser Rhythmus wohl von Generatoren in thalamus und dem limbischen System (Septal Area). Hippocampales Theta wurde bei Raten und vor Kurzem auch bei Menschen beobachtet. Es scheint mit der Aktivierung von Erinnerungen und der Fähigkeit auf Stimuli zu reagieren oder nicht, zusammenzuhängen. Theta Wellen dominieren das EEG zwischen dem Alter von 6 Monaten und 6-7 Jahren. Bei älteren Klienten ist das starke Vorkommen von Theta Aktivität mit Müdigkeit und Geistesabwesenheit z.B. im Unterricht oder bei der Arbeit assoziiert, aber auch bei der Aufmerksamkeit gegenüber dem äußeren Geschehen. Man denkt, dass diese Art des Theta von Nuklei des Thalamus stammt. Man wird wahrscheinlich trotz der hohen Theta Aktivität seinen Weg ohne Stolpern gehen können, weil man sich auf automatisierte Reaktionen verlassen kann. Es mag aber auch sein, dass der sehr Kreative eine hohe Theta Aktivität während eines Schaffensprozesses zeigt, weil dieser Bewusstseinszustand dem hypnagogischen Zustand vor dem Einschlafen ähnelt. Tatsächlich soll Thomas Edison kleine Auszeiten mit einem kleinen Ball aus Metall, den er in der jeder Hand hielt, und einer Metallplatte am Boden eingelegt haben. Seine Absicht war es, den Moment eines besonders kreativen Zustandes, kurz vor Einsetzen des Schlafes, zu nutzen. Durch die sich im beginnenden Schlaf entspannenden Muskeln, würde er seine Hände öffnen und der auf die Metallplatte aufschlagende Ball würde ihn wecken. Daraufhin würde er sehr rasch die Ideen, die ihm gekommen waren aufschreiben. Analytiker nutzen diesen Zustand bei Ihren Klienten zum freien Assoziieren von Erinnerungen und Fantasien. Wellen mit einer Frequenz von 7 Hz können aber auch bei einem Menschen beobachtet werden, der Visualisiert. Während des Vollbringens von Spitzenleistungen wird man einen Anstieg der Theta Aktivität zwischen 6 und 8 Hz beobachten, als Hinweis auf eine intensive Verarbeitung von Informationen. Vielleicht ist das aber auch nur ein Zeichen, dass Visualiserungstechniken benutzt werden, oder theta reflektiert in diesem Fall Prozesse der Erinnerung und der kognitiven Verarbeitung. Der Zeitpunkt an dem das Powerspektrum der Alpha Amplitude sich mit der theta Aktivität überschneidet wird die Transitions Frequenz genannt: erwähnt werden muss natürlich, dass exzessives Theta typischerweise bei Menschen mit Aufmerksamkeitsstörungen zu beobachten ist.
Alpha
8-12 Hz Solche Wellen werden Alpha Wellen genannt, wenn sie eine regelmäßige Sinusform zeigen. Der Generator dieses Rhythmus liegt wahrscheinlich ebenfalls im Thalamus. Diese symmetrischen Wellen werden bei 90% aller Menschen bei geschlossenen Augen beobachtet. Diese Wellen sind die dominante Frequenz des EEG (bei geschlossenen Augen) zwischen 9-11 Jahren und dem Erwachsenenalter. Wir stellen uns den Alpa Zustand gerne als Restin State, also Ruhezustand vor. Wenn wir eine Problemlösung beenden (beispielweise, wenn ein Pilot gelandet ist, oder wenn ein Kind eine Mathematik Aufgabe gelöst hat) scheint das Gehirn sich im Alphazustand auszuruhen. Wenn wir Kindern die Gehirnwellen erklären, sagen wir manchmal scherzhaft, dass das Gehirn ein sehr faules Organ ist. Es ruht sich im Alphazustand aus, immer wenn sich eine Gelegenheit ergibt. Wir reflektieren oft über ein Problem, während unser Gehirn Alpha produziert, es kann also auch ein zeichen für einen kreativen Zustand sein. Klienten mit Angst- oder Stresssymptomen zeigen oftmals abgeschwächte Alphaaktivität. Wenn ein Mensch tagträumerisch ist, zeigt er Alphaaktivität an zentralen Ableitungspunkten, ebenso, wenn er meditiert (vor allen Dingen, bei den Meditationstechniken, die einen inneren Fokus verlangen wie z.B. Yoga.) Alphaanstiege zeigen sich auch nach dem Genuss von Marihuana oder Haschisch, wobei nach dem Drogenkonsum die Erhöhung oft längere Zeit anhält. (bei geöffneten augen)
Low Alpha
8-10 Hz Frequenzen werden meistens als Low Alphab bezeichnet. (Niedrig meint hier das Frequenz Band und nicht die Amplitude der Welle. Um es gebauer zu sagen, was wir als Low Alpha bezeichnen ist das Alpha unter der Alpha Peakfrequenz des Probanden ermittelt bei geschlossenen Augen. Diese Peak Frequenz kann mit dem Alter oder dem kognitiven Abbau abnehmen. Wie bereits erwähnt haben intelligenter Menschen normalerweise eine höhere Alpha Peak frequenz. Meditation wird oftmals mit Alpha Frequenzen in Verbindung gebracht. Es ist ein ruhiger und entspannter Zustand, aber es ist auch ein Zustand, in dem uns die äußere Welt wenig interessiert: Wir befinden uns sozusagen im eigenen Kopf. Wenn mich Studenten fragen: “Ist Alpha nicht wirklich eine gute Frequenz?” antworte ich, ja, das ist sie, aber man sollte im Hinterkopf haben, dass ein meditativer Zustand im Klassenraum oder in einer Vorlesung ungünstig ist. Man wünscht sich einen der Situation angemessenen mentalen Zustand. Sowohl Low Alpha als auch Theta zeigen im tagesablauf schwankende Variationen. Gegen 11 Uhr vormittags werden höhere Amplituden beobachtetals um 13 Uhr oder um 15 Uhr. Die Höhe der Amplitudenveränderung und der exakte Zeitpunkt variieren zwischen individuen und hängen auch mit Erschöpfung zusammen. Die Peaks sind aber unabhängig von der Nahrungsaufnahme. Die Veränderungen der Amplituden im Tagesablauf sind für den Therapeuten wichtig, der Pre und Post EEG Messungen vornehmen möchte. Vergleichbare Daten erhält man nur zur gleichen Tageszeit.
High Alpha
Beta
Beta Wellen sind schneller als 12 Hz. Mit Ausnahme des Sensomotorischen Rhytmus, der weiter unten näher beschrieben wird, werden Beta Wellen vom Hirnstamm und dem Kortex generiert. Im Kortex zeigt Beta lokale Aktivität in einer eingegrenzten Zone unter der aktiven Elektrode an. Wir produzieren Beta im Wachzustand, wenn wir geistig beweglich, nach außen orientiert, logisch, aufmerksam und lösungsorientiert sind. Es wird auch zu beobachten sein, wenn wir einem Vortrag zuhören oder ein Problem lösen. Es kann aber auch sein, dass wir angespannt und ängstlich sind. Beta ist ein Anzeichen guter Funktion, aber eine Asymmetrie von mehr als 35% kann auf eine Abnormalität auf der Seite mit der niedrigeren Amplitude hinweisen. (Fisch, 1999, p 192). Excessives Beta kann auch eine Folge einer Medikation mitt Benzodiazepinen oder Barbituraten sein. Das breite Beta Band kann in schmalere Frequenz Bänder aufgeteilt werden, die mit anderen kortikalen Funktionen zusammenhängen, wie im Folgenden beschrieben.
Sensomotorischer Rhythmus
13-15 Hz wird Sensomotorischer Rhythmus genannt (SMR), wenn er am Sensomotorischen Streifen (C3, Cz, C4) gefunden wird. Wie bereits erwähnt besitzt diese Frequenz keinen griechischen Buchstaben, der sie bezeichnet, weil Sterman bereits 1967 die Bezeichnung SMR kreiert hat. Es handelt sich um eine sehr spezielle Form von EEG Wellen, die spindelförmig ist. Sie wird im ventral-basalen Nukelus des Thalamus produziert. Es handelt sich ebenfalls um eine Art Ruhemodus. SMR erscheint immer dann, wenn eine Aktivitätsverringerung der sensorischen und motorischen Bahnen, die durch den Thalamus laufen, zu beobachten ist; das bedeutet, SMR tritt immer dann auf, wenn dem sensorischen Input und dem motorischen Output weniger Aufmerksamkeit geschenkt wird. Es ist notwendig, aber nicht ausreichend, dass man sich ruhig verhält, um diesen Rhythmus zu produzieren. Ein Wechsel des Muskeltonus zeigt an, dass die Person (oder die Katze, bzw. der Affe in Stermans frühen Versuchen) mental aufmerksam ist, ohne dass sich die Muskelanspannung erhöht. SMR wird entlang des sensomotorischen Streifens des Kortex gemessen, die gleichen Frequenzen werden an allen anderen Ableitungspunkten Beta genannt. Die Form dieser Wellen, die im gleichen frequenzband liegen, aber anderswo gemessen werden, ist normalerweise eine andere: es handelt sich um desynchrone schnelle Wellen, die keine Spindelform aufweisen. Anzumerken ist wohl, dass die Spindelform der Wellen deutlicher sichtbar ist, wenn die Elektroden, wie in Stermans Versuchen, implantiert werden. An der Kopfoberfläche ist es schwerer diese zu erkennen. SMR scheint mit einem ruhigen mentalen Zustand mit einer Tendenz, nachzudenken, ehe man handelt, assoziiert zu sein. Es ist also wichtig, SMR anzuheben, bei all den Klienten, die Probleme mit Hyperaktivität oder Impulsivität haben.
Low Beta
16-20 Hz Frequenzen nennen wir in der Regel Low Beta. Wir betrachten es als das Problemlösungs Beta. Natürlich wird Beta auch zwischen 12 und 15 Hz gesehen und manchmal auch bei Frequenzen über 20 Hz. Während des ersten EEG kann der Beta Anstieg dem Kind und den Eltern leicht demonstriert werden, indem man das Kind multiplizieren lässt, während eine Auswertung des EEG Spektrums in Einzelfrequenzen als Grafik oder Zahl sichtbar ist. Das kann sehr beeindruckend sein, wenn eine 17 Hz Aktivität im gleichen Augenblick in der Amplitude anwächst, während Theta und Low Alphawerte (8-10Hz) augenblicklich sinken.
High Beta
Beta Spindeln
Damit sind Ausbrücke oder Brursts von Beta Wellen in raschem Steigen und Fallen, das wie eine Spindel aussieht, gemeint. Obwohl es auch unter 20 Hz liegen kann, liegen die meisten Spindeln von schnellem Beta über 20 Hz. Sie können mit einer epileptischen Aura in Verbindung stehen. Sie könnten auch zu einem Krankheitsprozess gehlren oder kortikale Irritabilität anzeigen. Sie werden bei ADHS beobachtet. Im zweiten Teil des Buches diskutieren wir, wie der Zusammenhang zwischen einem Herabtrainieren von Beta in betroffenen Regionen und einer Abnahme der Symptome, zu erklären ist.
19-21 Hz or 20-23 Hz Beta scheint bei ängstlichen Patienten anzusteigen (über das Beta Level von 16-18 Hz). Dieser Anstieg könnte mit emotionaler Intensität zusammenhängen. Man sollte bei jedem Klienten prüfen, ob dieser Anstieg mit produktiven Gedanken, die produktiv, aber zu intensiv sind, zusammenhängt oder mit unproduktivem, Angst besetzten Denken.
Anmerkung:
Wichtig für Neurofeedbacktherapeuten ist es, immer zu wissen, wie das innere Erleben des Klienten ist. Dabei sollte das Prüfen der Emotionen des Klienten ohne einen künstlich vorab hergestellten Bezug zu einer Hirnfrequenz erfolgen.
24-36 Hz Beta wird bei Menschen die besorgt sind oder an Gedankenrasen leiden oft als hohe Amplitude beobachtet. Solche Klienten fühlen sich oft ausgebrannt. Sie können an Hypervigilanz leiden. Wir müssen bei Menschen Mitte Zwanzig mit einer solchen Spitze auch daran denken, dass sie oder Familienmitglieder alkohol- oder drogenabhängig sind. Es könnte ein Hinweis darauf sein, dass der Klient eine Tendenz besitzt, Angst mit dem trinken von Alkohol oder der Einnahme von Drogen zu mildern. Aber bitte Vorsicht: solche hochfrequenten Bursts von Beta werden auch bei äußerst intelligenten Personen bei Multitaskingaufgaben beobachtet. Frequenzen über 30 Hz werden manchmal als Gamma Wellen bezeichnet.
Sheer Rhythmus
38-42 Hz Beta wird als Sheer Rhythmus bezeichnet, unter Bezugnahme auf David Sheer, der in den 70er Jahren des letzten Jahrhunderts Studien über das Erhöhen von 40 Hz Frequenzen erstellte. Dieser Ryhthmus scheint wichtig für das Lernen zu sein. Er könnte einen Typ der Aufmerksamkeit anzeigen, der es dem Menschen erlaubt, verschiedene Aspekte eines Objekts in einer Zusammenfassung zu ordnen. Diese Frequenz wird deshalb, unter Bezugnahme auf einige Kliniker, Bindungs Rhythmus genannt, und wird mit Spitzenleistungen in Verbindung gebracht. Untersuchungen an der Penn State University, State College Campus, zeigten, dass Athleten, die auf einem Balance bord angehalten wurden, sich so weit wie möglich vorzuneigen 40 Hz Aktivität immer dann produzierten, wenn sie ihre balance korrigierten, um nicht zu stürzen. Einer der Athleten, der eine Hirnerschütterung ausheilte, zeigte schlechtere Balanceergebnisse und war tatsächlich nicht in der Lage 40 Hz Frequenzen zu generieren. Wir sind deshalb bedacht darauf, diese Frequenzen niemals in einen Inhibit der Artefakte einzubauen (EMG).
Elektrische Aktivität
50 Hz sind in Europa, israel, Asien und Australien, 60 Hz in Nord Amerika oft beobachtete Interferenzen des aufgezeichneten EEG mit der elektrischen Aktivität in den Stromleitungen. Wenn diese Frequenzen erhöht sind, ist das eine Warnung, alle unerwünschten Stromquellen, die Artefakte verursachen können, auszuschalten, inklusive der Elektroden Verbindungen. Manchmal genügt es, wenn man die Impedanuen jeder Elektrode verbessert, eine common mode rejection, die man im Programm einstellen kann, führt dazu, dass der Verstärker diese Frequenzen außer Acht lässt. Anzumerken ist auch, dass unterschiedliche Impedanzen zwischen den Messpunkten zu Störungen in den elektrischen Zuleitungen führen können, die als elektrische Artefakte sichtbar werden. Andere mögliche Quellen wie Lampen, Stromkabel und andere elektrische Geräte können ebenfalls zu diesen Artefakten führen.
EMG
Schnelle scharfe Wellen oder ‘H’ Formen werden beobachtet, wenn es EMG (Elektromyogramm) Interferenzen gibt. Die Frequenz der meisten Muskelbewegungen liegt über 60 Hz, aber sie besitzt eine hohe Stromstärke, die den Filter überschwemmt und eine Interferenz mit den langsamen Frequenzen, die man im EEG beobachtet, eingeht. In unserer EEG Arbeit nennet man solche Interferenzen Artefakte. Damit ist ein Signal gemeint, das nicht vom EEG stammt. EMG Artefakte werden eher die niedrigeren Amplituden hoher Frequenzen als die hohen Amplituden langsamer Frequenzen überlagern.
Allgemeine beschreibende Ausdrücke des Neurofeedback.
Slow Waves (langsame Wellen)
Damit sind alle Wellen gemeint, die langsamer als 12 hz sind, inklusive Delta, Theta und Alpha Wellen.
Fast Waves (schnelle Wellen)
Damit sind alle Wellen gemeint, die schneller als 12 Hz sind (12 Hz kann als langsam oder als schnell betrachtet werden, je nach der Wellenform, (Alpha oder SMR/Beta)
Wellen, die normalerweise in der Neurofeedbacktherapie keine Rolle spielen.
Lambda Waves (Lambda Wellen)
Lambda Wellen sind positive, sägezahnartige Wellen, die in den occipitalen Regionen des Gehirns gefunden werden. Sie werden hervorgerufen durch visuelles Scannen oder das detailgenaue Betrachten eines Gegenstandes. Sie dauern 100-250 ms. Sie werden im typischen Krankenhaus EEG selten beobachtet, weil diese immer bei geschlossenen Augen erhoben werden. Wenn wir ein Full Cap Asssessment machen, sehen wir diese Wellen oft, weil wir den Klienten dabei lesen lassen. Lambda ist nur dann als abnormal zu betrachten, wenn die Wellen stark asymmetrisch sind. Die Abormalität liegt auf der Seite mit der niedrigeren Amplitude. (Fisch, p193). In diesem Text werden diese Wellen nur erwähnen, uns aber nicht weiter darüber auslassen.We will just mention, not focus, on this wave form in the discussions in this basic text.
In der unteren Grafik zeigt Gunkelman , dass Lambda Wellen scharf abwärts zeigen (elektrisch positiv), und sie werden gehäuft auftreten, wenn die person liest.
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Lambda ist die occipitale abwärts, also positive, scharfe Absenkung, die mehrfach zu beobachten ist. Danke an Jay Gunkelmann, der uns dieses Beispiel zeigt.
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· Mu Wellen haben eine deutlich erkennbare arkadenförmige Spitze und einen geschwungenen Boden (oder umgekehrt) Diese Wellen werden deshalb oftmals Wicked Rhythmus genannt. Diese Wellen erscheinen eher monomorphisch als sinusförmig.
· Vergleichen Sie bitte mit biphasischen Wellen, die zwei Spitzen besitzen wie z.B. EMG Wellen.
· Vergleichen Sie mit den Alpha typischen Sinuswellen, die in der Regel keine Spitze aufweisen.
· Man kann mit relativer sicherheit davon ausgehen, dass man zentrales Alpha immer in Verbindung mit occipitalen und parietalem Alpha finden wird.
Die unten gezeigte Grafik zeigt Mu Wellen an F4-C4 aufgezeichnet in einer longitudinalen sequentiellen Montage.
Laplacian Montage, note Mu at C4 – aC4.
Im Neurofeedback selten zu beobachtende Wellen
Wie bereits ausgeführt können EEG Wellen regulär wie z.B. Theta Wellen oder irregulär, wie z.B. Burts von Theta mit aufgesetzten Beta Wellen, erscheinen. EEG Wellen können sinusförmig wie Alpha Wellen sein. Sie können wie Spindeln aussehen (SMR), die klein beginnen und in der Amplitudenhöhe wachsen, um in einen Spindelryhthmus überzugehen (in einen Webe Rhythmus). Seltener beobachten wir Sharp Waves oder Spikes oder gar Kombinationen beider Wellen als Spike Wave Komplexe oder Poly Spikes.
Spikes
Spikes: Diese Wellen haben eine Dauer von 20-70 ms. Sie sehen genauso aus, wie es der Name suggeriert. Es ist eine Spitze und es würde weh tun, sich darauf niederzulassen. Die Spike Welle ist in Bezug auf den steilen Anstieg und den raschen Abfall eine Einzelerscheinung. Die Amplitude des Spike ist fast immer erheblich höher als die Hintergrund Aktivität (zwischen 40- und1 00 mv).
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Obwohl diese EEG Aufnahme bei einer Frau die unter Epilepsie leidet gemacht wurde, handelt es sich hier um ein Muskealartefakt, weil der Spike in zwei Richtungen geht (myogenic spike biphasic). Er unterscheidet sich auch durch das Fehlen der nachfolgenden Slow Wave, dem Nachhall vieler zerebraler Spikes. Ein Spike mit nachfolgender langsamer Welle ist die für Epilepsie charakteristische Erscheinung. Dies ist eine interiktale (anfallsfreie Zeit) EEG Aufzeichnung eines Klienten mit teilkomplexen Anfällen. Beachten Sie die hochamplitudige Aktivität der langsamen Wellen. Wie auch immer, das Platzieren der Elektrode 1 cm oberhalb eines Punktes, der ein Drittel des Weges auf einer gedachten Linie vom gegenüberliegenden Ohr zum lateralen Augenwinkel (geeignet zum Messen interikaler Aktivität) beträgt, ist auch eine Elektrodenplatzierung, die dazu geeignet ist einen lateralen Augenwinkel Spike zu messen, der von den Augenmuskeln generiert wird. Dieser Spike kann ohne sichbare Augenbewegungen erzeugt werden, weil diese Spikes wie von einer Single Motor Unit (SMU) und nicht wie eine Kontraktion generiert werden. Es handelt sich also um ein Artefakt, nicht um eine Absonderlichkeit des EEG. Wir danken Jay Gunkelman für die Interpretation)
Spike und Wave
Regelmäßige im Ryhthmus von 3 mal pro Sekunde auftauchende Koppelungen von Spikes und Wellen sind ein charakteristisches Merkmal der Absence (Petit Mal) Beachten Sie bitte die sehr große Amplitudenhöhe dieser Wellen. (>160 mv)
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Sharp Waves
Diese Wellen haben eine Dauer von 70-200 ms. Sie verlaufen nicht so spitz wie Spikes, ihre Spitze ähnelt eher dem Druckknopf eines Kugelschreibers als einer Nadelspitze. Sie werden als sehr schnelle Komponentenbeschrieben und sind bi direktional. (siehe die Grafik weiter unten)
Sharp Transients
Hierbei handelt es sich um Gruppen von sharp waves. Iwenn sie in unregelmmäßigen Bursts erscheinen, werden sie gewöhnlicherweise unspezifisch genannt. Wie auch immer, Komplexe, die wiederkehrend Spikes und scharfe Wellen beinhalten könnten interiktal (zwischen den Anfällen) epileptische Aktivität beinhalten. Diese Art der Anktivität könnte sich zwischen den Anfällen eines Epilepsiepatienten zeigen. Es gibt Komplexe, die sekundenlang dauern, aber nicht zu einer manisfesten, klinisch beobachtbaren Anfallsform zuzuordnen sind. In solchen Fällen kann der Begriff: subclinical electrographic seizure pattern benutzt werden.
Paroxysmale Entladungen
Paroxysmale Entladungen sind einzelne oder mehrere Wellen, die aus dem Rest EEG hervorstechen. Sie beginnen und enden gewöhnlicherweise plötzlich. Obwohl sie auch bei Patienten mit manifester Epilepsie beobachtet werden, werden sie auch bei Menschen gefunden, die niemals einen epileptischen Anfall hatten, die aber eventuell sehr erschöpft und müde sind.
i. Epileptiform Paroxysmal Discharge
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This epileptiform paroxysmal discharge sample has been provided by Jay Gunkelman.
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Paroxysmale Hypnagogische Hypersynchronizität
Dieser Begriff bezieht sich auf synchrone, leicht gekerbte Sinuswellen, die höher in der Amplitude als die umgebenden Wellen sind und die eine Frequenz von 3-5 Hz haben. Die Bursts können einige sekunden anhalten. Man beobachtet solche Burts in normalen Kindern, die sehr müde sind.
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Schlaf Spindeln, V Wellen und K Komplexe
Schlaf Spindeln sehen aus wie SMR Spindeln und laufen in der gleichen Frequenz: 12-15 Hz. Wie SMR findet man sie hauptsächlich über zentralen Regionen, anders als SMR Wellen sind sie aber überall und nicht nur am sensomotorischen Kortex zu finden. Anscheinend stammen sie von unterschiedlichen Generatoren und sind nur während des Schlafes im Stadium II zu beobachten. V Wellen erscheinen während des Schlafs, sind negativ mit einer Amplitudenspitze bis zu 250 mV und einer Dauer von weniger als 200 ms. K Komplexe werden im Stadium II Schlaf beobachtet und sind scharf, negativ und von hoher Amplitude, die gefolgt wird von einer Reihe positiver Wellen. Neurofeedbacktherapeuten sind keine Spezialisten im Feld des Lesens von Schlaf EEG`s. Sie werden hier erwähnt, aber die meisten Neurofeedbackanwender werden diesen Wellen in der Praxis niemals begegnen.
Square Wellen
Mit diesem Begriff ist eine Grundfrequenz plus Harmonien gemeint. Diese Terminologie ist Musikern sehr vertraut. Im EEG können diese Wellen wie langsame Theta Wellen oder Delta Wellen erscheinen mit aufgesetzten Beta Wellen niedriger Amplitude. Eine Harmonie ist eine vielfache Variation der Grundfrequenz. Wenn mehrere Harmonien auf der tragenden Welle reiten, wird sie visuell angeglichen. Die erste Harmonie einer Theta Welle, die man im EEG sieht ist normalerweise von niedrigerer Amplitude als die Grundfrequenz und drei Mal so schnell. Beispiele werden im Abschnitt über Interventionen gezeigt werden.
Langsame Wellen
Lokalisierbare langsame Wellen
Diese Wellen sind langsamer als 8 Hz und könnten Hinweis auf eine fokale Lesion (beispielsweise einen Schlaganfall) oder eine Abnormalität
(beispielsweise Migräne, transiente Ischämie Attacke, ein leichtes Gehirntrauma oder einen supratentorialen Hirntumor) sein. Das Tentorium ist eine ausgedehnte Einstülpung der Dura Mater (Bindegewebe), die das Cerebellum unterhalb und oberhalb trennt. Tumore bei Kindern finden sich in der Regel unterhalb, Tumore bei Erwachsenen oberhalb des Tentoriums. (Die andere Vertiefung der Dura Mater trennt die beiden cerebralen Hemisphären an der dorsalen Oberfläche und werden falx cerebri genannt) In solchen Fällen werden Delta Wellen normalerweise von Theta Wellen eingerahmt. Das Delta reagiert nicht auf das Öffnen der Augen oder Hyperventilation. Tiefe Lesionen (etwa die in der inneren Kapsel - internal capsule) zeigen kein fokales Delta, könnten aber in hemisphärischem oder bilateralem Delta ihren Ausdruck finden.( Fisch, p 349)
Bilaterlae synchrone langsame Wellen
Man findet sie bei müden Kindern. Wie auch immer, bei einem wachen, ruhenden Erwachsenen könnten diese Delta Wellen Hinweise auf eine strukturelle Schädigung tiefer Mittellinien Strukturen sein. Sie können in intermittierenden Burts erscheinen und sind meist höher in der Amplitude als die umgebenden Wellenformen. Dieses Phänomen kann mit diffusen Schäden der grauen Substanz zusammen hängen. Frontale intermittierende, rhythmische Delta Aktivität wird mit dem Acronym FIRDA belegt. Interiktale Wellen im Bereich von 3 Hz werden manchmal bei Patienten mit Absencen beobachtet.
Generalisierte asynchrone langsame Wellen
Diese Wellen (<8 Hz) erscheinen über beiden Hemissphären, aber zeigen keine zeitliche Beziehung zwischen den Hirnhälften. Sie werden bei normalen Individuen beobachtet, die schläfrig sind und bei Kindern, die Fieber haben. Wie auch immer, ein auffällig häufiges Auftreten dieser langsamen Wellen könnte ein Hinweis auf eine Abnormalität sein (meist unspezifisch und beobachtet bei Migräne, Kopfverletzungen, hohem Fieber, Enzephalopathie, degenerative Erkrankungen, Demenz und manchmal bei Parkinson.) Generalisierte asynchrone langsame Wellen sind die am häufigsten zu beobachtende EEG Abnormalität. Man sollte solche Beobachtungen immer beim Neurologen abklären lassen. (Fisch,1999, p 363-376 detailierte Diskussion.)
Kontinuierliches irreguläres Delta
Polymorphes Delta stammt von Lesionen der weißen Substanz.
Abnormales Beta
Neurologen mögen eine isolierte Beta Reduktion als ein ziemlich sicheres Kennzeichen einer lokalen Schädigung betrachten. Wenn Beta asymmetrisch auftritt ist das auffällig, wenn die Differenz größer als 35% ist. (Asymmetrien im Alpha Band müssen größer als 50% sein, um als anormal zu gelten.) Absenkungen im Beta Band können manchmal bei Migräne Attacken beobachtet werden. Eine Reduktion der Amplitude aller Wellen kann wenige Sekunden nach einem Anfall auftreten und eine lokalisierte Absenkung von Alpha und Beta kann kurze Zeit (Sekunden oder Minuten) nach einem fokalen Anfall auftreten.)
Abnormale Amplitude
Es gibt, um es allgemein zu sagen, kein oberes Limit. Das untere Limit beträgt 20 Mikrovolt in jedem Kanal und bei jeder Montage während des Wachzustandes mit geschlossenen Augen, mit Ausnahmen, die Aufmerksamkeit, mentale Anstrengung, geöffnete Augen, Ängstlichkeit oder Müdigkeit beinhalten.
Eine bilaterale Absenkung von Alpha kann ein Zeichen von Ängstlichkeit sein oder es kann mit einer Störung im Zusammenhang mit Giften oder metabolischen Störungen zusammen hängen. Ein genereller Anstieg von Beta hängt oft mit der Einnahme von Tranquilizern oder Sedativa zusammen (Fisch, 1999, p 407). Verlangsamungen im Alpha Band, die mit einer niedrigeren Alpha Peak Frequenz einhergehen, können ein Zeichen für eine Kopfverletzung sein.
Eine einseitige Reduktion von Alpha kann ein Hinweis auf eine Anormalität sein. Wenn dieser Zustand anhält, während des Bearbeitens arithemtischer Aufgaben bei geschlossenen Augen, kann es eine Annormalität im ipsilaterlaen parietalen oder temporalen Kortex anzeigen. (Westmoreland, 1998). Wenn das Blockieren von Alpha beio geöffneten Augen auf einer Seite nicht gelingt, kann das ein Hinweis auf eine Lesion in diesem Bereich sein, dem Bancaudschen Phänomen.
Schlaf
Normale Schlafstadien
Die meisten Leser werden keine EEG Aufzeichnung bei schlafenden Menschen machen. Wir werden deshalb nur einen kurzen Überblick über normale Wellen während der Schlafstadien geben.
Wachzustand mit geschlossenen Augen: Alpha dominiert und ist am Höchsten in occipitalen regionen, während Beta den frontalen bereich dominiert.
Stage I: Alphaaktivität nimmt ab und irreguläre langsame Wellen dominieren das EEG mit einer Frequenz zwischen 1 und 7 Hz.
Stage II: Diese Phase leichten Schlafs zeigt sich duirch das Erscheinen von V Wellen, Schlaf Spindeln, und posterioren occipitalen sharp transients (POSTs).
Stage III: In diesem Stadium erscheinen Delta Wellen mit hohen Amplituden. POSTs sind immer noch präsent ebenso wie Schlaf spindeln.
Stage IV: Mehr als die Hälfte der Aufnahme wird aus Delta Wellen mit einer Frequenz von 2 Hz und darunter bestehen.
REM: Dieser Begriff bezieht sich auf rasche Augenbewegungen, die Traumphasen anzeigen und in denen der Mensch Tagerinnerungen in den Traum einflicht. Das EEG zeigt niedrige Power und wirkt, abgesehen von einem Übermaß an Theta Aktivität und langsamer Alpha Frequenz, wie ein Wach EEG. Ein deutliches Fehlen des Muskeltonus ist ebenfalls ein Unterschied zum Wachzustand.
Der Schlaf verläuft zyklisch im Laufe der Nacht. Er beginnt mit Stadium I, geht über in Stadium II, III und IV, geht dann zurück zu Stadium III und II und wird dann zum REM Schlaf, bevor der Zyklus wieder mit Stadium I beginnt. Jeder Zyklus dauert zwischen 80-120 Minuten. Der Anteil der Zeit die man in den Schlafstadien III und IV beginnt nimmt mit dem Lebensalter ab.
Schlafstörungen
Viele Neurofeedbacktrainer arbeiten mit Menschen, die an ADS oder ADHS leiden und man sollte auch andere pathologische Bedingungen im Auge behalten, wenn man eine Differentialdiagnose macht. Die Marker für ADS (angehobenes Theta) werden auch bei Menschen mit Narkolepsie oder Schlaf Apnoe beobachtet. REM Schlaf kann einsetzen, wenn Schläfrigkeit auftritt. Wie auch immer, Menschen, die nicht an Narkolepsie leiden, die aber an Sekundenschlaf leiden, können ebenfalls ein Einsetzen von REM zeigen, wenn sie einschlafen. Multiple Phasen von Sekundenschlaf, die ohne großen Vorlauf (weniger als fünf Minuten) einsetzen, beginnen fast immer mit REM Schlaf und können einen Hinweis auf Narkolepsie geben. Schlafentzug jeder Art kann in exzessiver Tagesmüdigkeit und in Sekunden des REM Schlafs münden.
Längere Perioden (>10 seconds) ohne Atmung können ein Hinweis auf Schlaf Apnoe sein. Bei Menschen, die Schnarchen und bei fettleibigen Menschen ist diese Störung häufig anzutreffen.) Dieser Erkrankung liegt eine Versperrung der Atemwege während des Schlafes zugrunde. Beim Erschlaffen der Muskeln dehnt sich das Dett aus und verschließt den Atemweg, oder die Person hat zu große Rachenmandeln die diese Blockade verursachen. Daraus resultiert eine schlechte Schlafqualität mit Phasen der reduzierten Sauerstoffversorgung des Gehirns und dadurch ein Tages EEG das Müdigkeit anzeigt und viele langsame Wellen aufweist. Wenn sie den Vredacht haben, ihr Klient könnte an einer solchen Störung leiden, schicken sie ihn zu weiteren untersuchungen zu einem Facharzt.
Ein exzellentes Buch, dass alle Aspekte des Schlafs erklärt ist das Buch The Promise of Sleep von William Dement.
Anormale EEG Muster
Diese sind nicht das Thema dieses Buches. Der einzige Grund einige Anormalitäten zu zeigen und zu beschreiben ist der, Neurofeedbacktherapeuten auf Warnhinweise zu schulen, damit diese in solchen Fällen den Klienten zum zuständigen Facharzt weiter schicken. Sie können oft jahrelang Neurofeedback praktizieren ohne jemals anormale EEG Muster zu entdecken, es sei denn, sie therapieren Epilepsiepatienten oder Menschen mit Hirntraumata. Wenn sie auf annormale EEG Muster stoßen, wird das hoffentlich bei Menschen sein, die bereits neurologisch untersucht worden sind, damit sie wissen, womit sie es bei dem EEG zu tun haben.
Es ist natürlich trotz allem möglich, dass sie ungewöhnliche EEG Muster sehen. Wie könnten diese aussehen? Im Folgenden gebe ich ihnen einige ausgewählte Beispiele.
Epileptische Anfälle – ein kurzer Überblick.
Epileptische Anfälle sind normalerweise kurze Perioden motorischer, sensorischer, mentaler oder Störungen des autonomen Nervensystems, die plötzlich und unerwartet einsetzen und die oftmals begleitet werden von einem Wechsel des Bewusstseinszustandes und ungewöhnlicher paroxysmaler EEG Aktivität. Sie können von kurzen Perioden der Paralyse der Fuktionen, die am meisten vom Anfall betroffen sind, gefolgt sein. Wiederkehrende Anfälle in Folge zerebraler Auffälligkeit werden Epilepsie genannt. Abgegrenzt werden muss die echte Epilepsie von epileptischen Anfällen auf Grund verschiedener Umstände wie Alkoholentzug, Hypoglykämie oder Fieber. Ein singulärer Fieberkrampf eines Kindes ist somit kein Hinweis auf eine Epilepsie.
Anfälle werden mit verschiedenen Termini bezeichnet. Die wichtigsten Ausdrücke, mit denen sie eventuell konfrontiert werden sind: symptomathisch, idiopathisch und cyrogenisch. Symptomatische Epilepsie werden Anfälle bezeichnet, die von einer Hirnerkrankung ausgelöst werden. Idiopathische Epilepsien sind Anfälle ohne einen feststellbaren Auslöser bei einem Patient, der ansonsten neurologisch unauffällig ist. Cryptogenische Epilepsie bezeichnet Anfälle bei Patienten, die keinen feststellbaren Herd aufweisen, die aber an kognitiven Problemen und neurologischen Auffälligkeiten leiden.
Generalisierte Anfälle
Es gibt mehr als 100 unterschiedliche Arten von Anfällen Obwohl Epilepsie sicher eine unerwünschte Anormalität ist, gibt es eine ganze Reihe berühmter Persönlichkeiten, die an Epilepsie litten, beispielsweise Charles Dickens, Vincent Van Gogh und Sir Isaac Newton.
Generaliserte Anfälle betreffen beide Hemissphären. Beispiele sind tonisch-klonische Anfälle, myoklonische Anfälle oder Absenzen. Tonische Anfälle beinhalten Muskelkontraktionen. Diese Kontraktionen können bis zu einer Minute anhalten begleitet von einer Bewusstseinseinschränkung. Ein klonischer Anfall zeichnet sich durch rhythmische Myoklonische Bewegungen aus, die zwischen einer und mehrerer Minuten anhalten und die ebenfalls mit einem Bewusstseinsverlust einhergehen. Die Kombination, der tonisch-klonische Anfall (oder Grand Mal Epilepsie) wird man, wenn man einen solchen Anfall einmal gesehen hat, nicht mehr vergessen. Der Klient verliert das Bewusstsein, gefolgt von heftigen tonischen Kontraktionen. Die Haut färbt sich auf Grund des Sauerstoffmangels blau und Herzrate und Blutdruck steigen. Nach 15 Sekunden beginnen klonische Bewegungen. Das Ganze gipfelt in schrecklichen Geräuschen und der Klient verbeisst sich, wenn das nicht verhindert wird in seiner Zunge. Diese Phase dauert ungefähr 30 Sekunden. Es kommt oft zu sponatnem Einnässen.
Atonische Anfälle gehen mit einem plötzlichen Verlust der Muskelspannung einher.
Der Myoklonische Anfall zeichnet sich aus durch plötzliche, kurze Muskelkontraktionen. Diese können den Patienten zu Fall bringen und gelten deshalb als gefährlich.
Partielle Anfälle
Partielle Anfälle betreffen eine singuläre region einer Hemissphäre. Wenn das Bewusstsein nicht betroffen istI, werden die Anfälle einfache partielle Anfälle genannt. Wenn das Bewusstsein betroffen ist, werden die Anfälle komplexe partielle Anfälle genannt. Ein partieller Anfall kann motorisch, sensorisch (brennen, zittern oder andere Sensationen)), autonom (schwitzen, Flush, epigastrische Sensationen) oder psychologisch (Bwusstseinsstörungen inklusive eines veränderten Zeitgefühl, Angstgefühlen, Wut und Ärger oder gar Halluzinationen) sein. Ein Beispiel eines einfachen partiellen motorischen Anfalls könnte ein plötzlicher Verlsut der expressiven oder rezeptiven Sprachfähigkeit sein (aphasische Anfälle).
Komplexe partielle Anfälle (Temporallappenepilepsie ) umfasst normalerweise den inferioren und medialen Teil des Temporallappens. Man nimmt allgemeinhin an, dass Jean It is generally accepted that Joan d Arc an dieser Art der Epilepsie litt, die zu ihren Visionen führte. Inzwischen hat man die Quelle religiöser Inbrunst im Bereich des Temporallappens lokalisiert. ( Rita Carter, p 13), Es scheint mir interessant, über den genauen Herd der Anfälle von Joan d Arc zu spekulieren.
Das EEG bei epileptischen Anfällen
Spike und Wave Muster
Die auffällige EEG Aktivität kann iktal (während der Anfälle) oder interiktal (zwischen den Anfällen) sein. Sie kann lokalisert oder generalisiert sein. Thalamische Projektionen können involviert sein, weil die unterdrückung thalamischer Funktionen Spike und Wave Entladungen hervorruft. Diese frühe centrencephalische Theorie (Penfield & Jasper, 1954) wurde modifiziert um die primäre Rolle der Kortex bei der Ausbreitung des Anfalls und der retikulären Formationen bei der Modulation kortikaler Erregbarkeit zu berücksichtigen. (Corticoreticular Theorie, Fisch, p 300).
Fokale epileptiforme Aktivität besteht oftmals aus lokalisiert auftretenden Spikes und scharfen Wellen an wenigen nebeneinanderliegenden Elektroden. Diese Aktivität kann von irregulären langsamen Wellen umgeben sein, oder gefolgt sein von einer langsamen Welle. Fokale Spike und Sharp Wave Komplexe können vor und auch nach einer generalisierten Entladung auftreten. (Fisch, 1999, p 271)
Es gibt viele Störungen, die epileptiforme Aktivität zeigen. Das sind Aufgabengebiete der Neurologen nicht der Neurofeedbacktherapeuten. Eine seltene Störung ist das Landau-Kleffner Syndrom, das charakterisierte wird durch zunehmende Störungen des Sprachverständnisses und der expressiven Sprache. Die Spike und Wave Komplexe treten in temporalen Regionen auf.
Ein weiteres EEG Muster, das ein Zeichen für Sprachstörungen sein kann, zeigt zentrale bisynchrone Spikes, das Rhett’s Syndrom. Diese Störung, die bei Frauen auftritt, ist gekennzeichnet durch eine allmähliche Abnahme der motorischen und sprachlichen Fähigkeiten und beginnt in der Regel in der zweiten Lebenshälfte. Hände wringen ist das hauptsächliche Symptom. Es zeigen sich generalisierte komplexe partielle oder einfache motorische Anfälle, die im Alter von zehn Jahren enden. Nach dieser Zeit wird das EEG von Delta Aktivität dominiert.
Absencen
Generalisierte Spikes im 3 Hz Rhythmus mit hoher Amplitude sind ein Muster, das man oftmals sehen kann, wenn man das EEG vieler Kinder mit Aufmerksamkeitsstörungen des unaufmerksamen Typs aufzeichnet. Dieses Muster ist charakteristisch für Absencen (petit mal Epilepsie) Jemand mit diesem Problem wird oftmals des Tagträumens verdächtigt, obwohl es die unerkannte Absencen sind, die die Unaufmerksamkeit in der Schule verursachen. Es zeigt sich dabei keine Abnahme des Muskeltonus. Die Unaufmerksamkeit ist nur zeitweise vorhanden. Wenn man dem Klienten während eines solchen Anfalls etwas mitteilt, kann er sich nachher daran nicht mehr erinnern. Solche Kinder blicken während einer Absence starr vor sich und registrieren für einen Augenblick nichts von dem, was um sie herum vorgeht. Sie können darüber hinaus auch ADS haben, aber die Anfälle müssen für den Behandler zuerst im Fokus stehen.
Y Achse. Mikrovolt; X Achse Zeit;
Die oben gezeigte EEG wurde bei einem 8 jährigen Mädchen aufgezeichnet. Es zeigt eine 11 minütige EEG Aufnahme mittels eines F1000 Instruments. Diese Aufnahme zeigt das typische Muster von 3 Spike und Wave Komplexen pro Sekunde der Absencen (petit mal). Das Kind wurde vom Hausarzt ins ADD Centre mit der Diagnose: ADHS überwiesen. Das Kind war zeitweise unaufmerksam (mehrmals in einer Stunde) Achten sie auf die sehr hohe Amplitude >160 mV der Spike und Wave Aktivität.
F1000 Diagramm; Y Achse Amplitude, X Achse Zeit
Die obere Linie repräsentiert langsame Wellen (4-8 Hz), un die untere schnelle Wellen (16-20 Hz). Dieses Diagramm soll die Frequenz und die hohe Amplitude der Wellen bei Epilepsie zeigen.
Bemerken sie: Spike und Wave Muster erscheinen manchmal ohne Bezug zu Epilepsien. (Fisch, p 333)
Non Spike und Wave Muster
Non-Spike und Wave Muster werden auch in einigen Epilepsien gefunden. Beispielsweise werden rhythmische langsame Wellen in temporalen und frontotemporalen Regionen bei komplexen partiellen Anfällen beobachtet. Detailierte Beschreibungen des EEG bei Epilepsien können in jedem neurologischen Handbuch gefunden werden.
Illustrationen einer einfachen partiellen Epilepsie
In der unteren Darstellung sehen wir das EEG eines 11 Jahre alten Jungen der einfache partielle epileptische Aktivität im linken Frontallappen zeigt. Achten sie auf die Spikes mit den folgenden langsamen Wellen.
Auch dieser Junge wurde von ärztlicher Seite mit der Diagnose ADHS ins ADD Centre überwiesen. Seine Lehrer haben den Eltern mitgeteilt, er sei unaufmerksam.
Als wir diese Aktivität im EEG sahen, schickten wir ihn zum Neurologen, der auf Epilepsien spezialisiert war.
Sample eines EEG: eyes closed, Monatge: Linked ears
Die zweite Darstellung zeigt das gleiche EEG in einer longitudinalen sequentiellen Montage. Zu sehen ist eine Quelle der Anfälle in der Nähe von F3. Wir schauen uns jedes EEG in mindestens drei Montagen an. Einige Aspekte sieht man in einer anderen Montage besser. Die Darstellung zeigt sehr hohe Amplituden der Spike und Wave Komplexe am Zeitpunkt 1:41verglichen zum regulären EEG bei 1:45.
Longitudinal Sequential Montage
Die nächste Darstellung ist eine topometrische Aufnahme mittels SKIL (Sterman Kaiser Imaging Laboratory). Sie vergleicht das Subjekt mit den vergleichsdaten für Theta, 4–8 Hz. Die dünnen grauen Linien sind 2 Standarabweichungen oberhalb und unterhalb der dicken schwarzen Linie, die den Durchschnittswert der Datenbank zeigt. Die rote Linie sind die Werte des Probanden im Theta band bei 4-8 Hz. Achten sie auf die hohen Werte an F3 und P4.
Unten sehen sie eine “brain map” der gleichen Daten.
. F3 P4
In dieser Brain Map ist die Amplitudenhöhe zwischen 0 and 28.5 mV. Die hohe Amplitude ist rotgefärbt, die niedrige Amplitude grün. Achten sie auf die hohen Theta Werte an F3und P.
Bei Brain Maps ist die Spitze anterior und frontal, der Boden ist posterior und occipital. Man sieht 19 kleine Punkte in jedem Zirkel. Jeder Punkt zeigt einen Punkt des 10-20 Elektroden Systems (sehen sie das genaue Diagramm in Section VI) und repräsentiert die Elektrodenposition.
Unten werden die gleichen Daten in 1 Frequenz Schritten dargestellt und verglichen mit den Werten der SKIL Datenbank bei 3 Standardabweichungen. Rot ist oberhalb des Durchschnittswerts und dunkelöblau unterhalb. Die stärkste Färbung zeigt den größten Abstand zum Standardwert an..
Die darstellung unten zeigt einen Vergleich mit der SKIL Datenbank bei 3 Standardabweichungen. Achten sie auf das sehr hohe tehta und die Beta Aktivität in der linken, frontalen Region (Frontal in dieser Brain Map steht am Anfang dieses Zirkels).
1 Hz 2 3 4 5 6 7
8 9 10 11 12 13 1 4
15 16 17 18 19 20 21
21 22
