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 Bursts
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 Mikrovolt
(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 nichts
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 Auswertungen
erfolgt durch eine mathematische Kalkulation, die Fast Fourier Transformation
(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 Fourier 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 Pikowatt (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 Mikrovolt Daten, die nicht mit
einem Konstantwert multipliziert werden. Die NeuroGuide Software nennt diese
Einheiten Pikowatt. 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 Ratio 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
wissenschaftlich vergleichbar. (Monastra et al., 1999; Jansen, 1995; Mann,
1992).
Warnungen
Erinnern sie sich: nach dem Quantifizieren des EEG
verfügen wir über Messwerte und Grafiken (spektrale 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 deutlich kleinere 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, Phase und Synchronizität
Morphologie
Morphologie
(oder Wellenform) meint die Form einer Welle. Die folgenden Begriffe werden nur kurz im Basistext 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 Rhythmische
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 Hintergrund EEG 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 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 Zyklen 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 leichter
sichtbar zu machen, welche Bandbreite hohe Amplituden aufweist und welche
niedrige während unterschiedlicher mentaler Zustände und Tätigkeiten, wird eine
Spektrum benutzt, also ein Histogramm, dass die Amplitude in jeder Frequenz
normalerweise 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 der Höhe jeder Reihe zu erstellen, 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 Pikowatt
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)(siehe 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 Verhältnis 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 effizientesten
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,
dass 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 Delta 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 Ratten und vor Kurzem auch bei Menschen beobachtet. Es scheint
mit der Aktivierung von Erinnerungen und der Fähigkeit zusammenzuhängen auf
Stimuli zu reagieren oder nicht. Theta Wellen dominieren das EEG zwischen 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 mangelnder Aufmerksamkeit gegenüber dem
äußeren Geschehen. Man denkt, dass diese Art des Theta von Nuklei des Thalamus
stammt. Man wird trotz der hohen Theta Aktivität seinen Weg ohne Stolpern gehen
können, weil man sich auf automatisierte Reaktionen verlassen kann.
Zu
erwähnen ist, 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 Sekundenschlaf mit einem kleinen
Ball aus Metall, den er in der jeder Hand hielt, und einer Metallplatte am
Boden überstanden 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 Visualisierungstechniken 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 Transitionsfrequenz 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
Resting 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 immer dann aus, wenn sich eine Gelegenheit dazu 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. (Auch bei geöffneten Augen)
Low
Alpha
8-10 Hz Frequenzen werden meistens als Low Alpha bezeichnet. (Niedrig meint hier das
Frequenz Band und nicht die Amplitude der Welle. Um es genauer zu sagen: was
wir als Low Alpha bezeichnen, ist das Alpha das unter der Alpha Peakfrequenz
des Probanden liegt die wir bei geschlossenen Augen ermitteln. 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 den 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 Anormalität 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 Nukleus 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) sinken.
High
Beta
Beta Spindeln
Damit
sind Ausbrüche oder Bursts von Beta Wellen in einem 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.
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 durch das Trinken
von Alkohol oder die 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
Brett 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 ein Hinweis alle
unerwünschten Stromquellen, die Artefakte verursachen können, auszuschalten, und
die Elektroden Verbindungen zu überprüfen. Manchmal genügt es, wenn man die
Impedanzen 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 besitzen 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 anormal zu betrachten,
wenn die Wellen stark asymmetrisch sind. Die Anormalität liegt auf der Seite
mit der niedrigeren Amplitude. (Fisch, p193). In diesem Text werden diese
Wellen nur erwähnen, uns aber nicht weiter darüber auslassen.
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
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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
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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. Immer wenn 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 manifesten,
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
|
+
|
|
This epileptiform
paroxysmal discharge sample has been provided by Jay Gunkelman.
|
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.
/*
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 Anormalität
(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)
Bilaterale
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 Anormalität 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.
Anormales 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.)
Anormale 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 arithmetischer Aufgaben bei geschlossenen
Augen, kann es eine Anormalität im ipsilaterlaen parietalen oder temporalen
Kortex anzeigen. (Westmoreland, 1998). Wenn das Blockieren von Alpha bei
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 durch 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 Sekunden) 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 Fett 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 Verdacht haben, ihr
Klient könnte an einer solchen Störung leiden, schicken sie ihn zu weiteren Untersuchungen
zu einem Facharzt.
Ein exzellentes Buch, das 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 anormale 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.
Generalisierte
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 spontanem 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 ist, 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 (Bewusstseinsstörungen inklusive
eines veränderten Zeitgefühl, Angstgefühlen, Wut und Ärger oder gar
Halluzinationen) sein. Ein Beispiel eines
einfachen partiellen motorischen Anfalls könnte ein plötzlicher Verlust der
expressiven oder rezeptiven Sprachfähigkeit sein (aphasische Anfälle).
Komplexe
partielle Anfälle (Temporallappenepilepsien ) umfasst normalerweise den inferioren und medialen
Teil des Temporallappens. Man nimmt allgemeinhin an, dass Jean 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 lokalisiert 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. (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 mit Sprachstörungen einhergeht und zentrale
bisynchrone Spikes zeigt, ist 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 eindrücklichste 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
FIR Blackburn Filter
for 13-15 Hz
IIR Butterworth filter
for 13-15 Hz
