UKE-Wissenschaftler aus dem Institut für Neurophysiologie und Pathophysiologie haben in Zusammenarbeit mit Kollegen aus Tübingen und den USA eine Methode entwickelt, die zu neuen Möglichkeiten im Bereich der bildgebenden Darstellung von menschlichen Gehirnaktivitäten führt. Damit kann es möglich werden, den Informationsaustausch im Gehirn besser zu verstehen, was der Erforschung neuropsychiatrischer Erkrankungen wie z.B. Demenz, Schizophrenie oder Multiple Sklerose neue Impulse geben könnte. Erste Ergebnisse wurden am 6. Mai vorab online im renommiertenvForschungsmagazin Nature Neuroscience veröffentlicht.
"Bei dem Verfahren untersuchen wir mit Hilfe einer bildgebenden Methode, der sogenannten Magnetenzephalographie (MEG), wie Nervenzellen in unterschiedlichen Hirnarealen miteinander kommunizieren. Wir haben festgestellt, dass dies sehr strukturiert verläuft - vergleichbar einem U-Bahn-Plan, auf dem es Knotenpunkte gibt, an denen sich viele Linien treffen", erklärt Dr. Jörg Hipp, der mittlerweile an der Universität Tübingen arbeitet und die Studie zusammen mit Institutsdirektor Prof. Dr. Andreas Engel und Dr. David Hawellek vom UKE, sowie mit Dr. Markus Siegel von der Universität Tübingen und Prof. Dr. Maurizio Corbetta von der Universität St. Louis, USA, durchgeführt hat.
Die Magnetenzephalographie (MEG) spiegelt die Nervenzellaktivität mit einer sehr hohen zeitlichen Auflösung wieder und kann so verschiedene überlagerte Hirnrhythmen mit unterschiedlichen Schwingungsfrequenzen erfassen. Diese verschiedenen Hirnrhythmen wurden getrennt und ihre Kopplung einzeln untersucht.
Mit Hilfe dieses vom UKE zum Patent angemeldeten Verfahrens haben die Wissenschaftler den Grundzustand der Kopplungen des menschlichen Gehirns erforscht. Die Aufgabe von 43 Probanden bestand lediglich darin, für mehrere Minuten einen Punkt zu betrachten. "Es stellte sich heraus, dass die Kopplungsmuster spezifisch für bestimmte Hirnrhythmen sind. So findet man z.B., dass Rhythmen um 5Hz in vielen Hirnregionen mit einem bestimmten Areal koppeln, das für Gedächtnisprozesse von zentraler Bedeutung ist", erläutert Dr. Hipp. "Bei einer Frequenz von 16 Hz hingegen sind andere Bereiche auf der Hinterseite des Kopfes am stärksten verknüpft."
Die Methode biete einen neuartigen Ansatz, neuronale Kopplungen zu untersuchen, so der Wissenschaftler. Sie könne Verfahren wie die funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT), bei der die Blutsauerstoffkonzentration Hinweise auf neuronale Aktivitäten gibt, ergänzen. Dr. Hipp: "Das Verfahren kann dazu beitragen, den Informationsaustausch im gesunden und im krankhaft veränderten Gehirn besser zu verstehen. Der Ansatz könnte somit Wegbereiter für die weitere Erforschung von Krankheiten wie z.B. Alzheimer, Schizophrenie und Multiple Sklerose sein."
Die Forschungen wurden im Rahmen des Projektes "BrainSync" realisiert, das von der EU mit knapp drei Millionen Euro gefördert wurde und an dem das UKE als einer von acht Partnern mit einer Fördersumme von 400.000 Euro beteiligt war.
