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Magnetoenzephalographie
Zuletzt überprüft: 06.07.2025
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Die Magnetoenzephalographie ist die Registrierung der magnetischen Komponente des elektromagnetischen Feldes des Gehirns. Diese Methode entstand erst vor relativ kurzer Zeit dank der Erfolge der Tieftemperaturphysik und der ultrasensitiven Magnetometrie.
Die Magnetoenzephalographie ist nicht nur eine nicht-invasive, sondern sogar eine berührungslose Methode zur Untersuchung des Funktionszustands des Gehirns. Ihr physikalisches Wesen liegt in der Registrierung ultraschwacher Magnetfelder, die durch den Fluss elektrischer Ströme im Gehirn entstehen.
[ Wie wird eine Magnetoenzephalographie durchgeführt?
Der Hauptsensor ist eine Induktionsspule, die in einem Gefäß mit flüssigem Helium platziert ist, um ihr supraleitende Eigenschaften zu verleihen. Sie wird parallel zur Schädeloberfläche in einem Abstand von bis zu 1 cm platziert. Nur so können schwache Induktionsströme registriert werden, die in der Spule unter dem Einfluss von Magnetfeldern entstehen, die durch den Fluss extrazellulärer Ströme parallel zur Schädeloberfläche verursacht werden; die Kraftlinien dieser Felder verlaufen radial (senkrecht zur Schädeloberfläche).
Der grundlegende Unterschied zwischen dem magnetischen Feld des Gehirns und dem elektrischen Feld besteht darin, dass Schädel und Hirnhäute praktisch keinen Einfluss auf seine Stärke haben. Dadurch kann die Aktivität nicht nur der oberflächlich gelegenen kortikalen Strukturen (wie im Fall eines EEG ) aufgezeichnet werden, sondern auch der tiefer gelegenen Teile des Gehirns mit einem ziemlich hohen Signal-Rausch-Verhältnis. Aus diesem Grund ist die Magnetoenzephalographie besonders effektiv bei der genauen Bestimmung der intrazerebralen Lokalisierung epileptischer Herde und Generatoren verschiedener Komponenten evozierter Potenziale und EEG-Rhythmen, insbesondere seit inzwischen mehrkanalige Magnetoenzephalographen entwickelt wurden. Für die Magnetoenzephalographie wurden erstmals der mathematische Apparat entwickelt und Softwaretools zur Bestimmung der Lokalisierung einer äquivalenten Dipolquelle im Gehirnvolumen erstellt, die dann für eine ähnliche Analyse des EEG modifiziert wurden.
Trotz ihrer offensichtlichen Vorteile gelten Magnetoenzephalographie und EEG als komplementäre Methoden der Hirnforschung. Erstens ist die Ausrüstung zur Aufzeichnung eines Magnetoenzephalogramms deutlich teurer als EEG-Systeme. Zweitens reagiert die Magnetoenzephalographie extrem empfindlich auf Sensorverschiebungen relativ zum Kopf des Patienten und auf externe Magnetfelder, deren Abschirmung eine recht komplexe technische Aufgabe darstellt. Drittens erfasst die Magnetoenzephalographie hauptsächlich die Aktivität tangential gelegener Dipole (vermutlich Neuronen in den Rillen), während das EEG die Aktivität der meisten kortikalen Neuronen sowohl in der Tiefe der Rillen als auch an der Oberfläche der Hirnwindungen widerspiegelt.