Nervenarzt 2010 · 81:7–15 DOI 10.1007/s00115-009-2829-7 Online publiziert: 20. Dezember 2009 © Springer-Verlag 2009 K. Mathiak 1, 2, 3 · M. Junghöfer 4 · C. Pantev 4 · B. Rockstroh 5 1 Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie, Universitätsklinikum Aachen, RWTH Aachen 2 Institut für Neurowissenschaften und Medizin (INM-1), Forschungszentrum Jülich GmbH, Jülich 3 JARA, Translational Brain Medicine, Aachen 4 Institut für Biomagnetismus und Biosignalanalyse, Universitätsklinikum, WWU Münster 5 Fachbereich Psychologie, Universität Konstanz Magnetoenzephalo- graphie in der Psychiatrie Leitthema Traditionell wurden Veränderungen spontaner und ereigniskorrelierter (reizgebundener) Gehirnaktivität mit diagnostischer und pathogenetischer Perspektive mittels der Elektroen- zephalographie (EEG) untersucht. In jüngerer Zeit kommt verstärkt die Magnetoenzephalographie (MEG) zum Einsatz, die eine genauere Auf- klärung neuronaler (Dys)funktionen zulässt. Eine Zusammenschau der vorliegenden Ergebnisse und Aus- richtungen soll dem psychiatrischen Kollegium zugänglich gemacht wer- den, da das MEG einer sukzessiven Prüfung in klinischen Anwendungen unterliegt. Die Magnetoenzephalographie ist ein nichtinvasives und berührungsfreies Ver- fahren, um die von Hirnströmen hervorge- rufenen magnetischen Felder an der Kopf- oberfläche zu detektierten (. Abb. 1). Biomagnetische Felder sind mit Ampli- tuden im Femtoteslabereich (10 −15 T) von so geringer Stärke, dass sie nur mit- tels spezifischer und höchstempfind- licher Sensoren, die auf Supraleitung ba- sieren (SQUID, Superconducting QUan- taum Interference Device) erfasst werden können. Die Messtechnik erfordert der- zeit noch einen beachtlichen apparativen Aufwand. Daher käme ihr wissenschaft- lich und klinisch keine große Bedeutung zu, besäße sie nicht wesentliche Vorteile gegenüber EEG-Ableitungen: Zum einen wird die magnetische Feldkomponente im Wesentlichen nur von den intrazellulären Strömen generiert, während die elek- trische Potenzialverteilung auf der Kopf- oberfläche (EEG) von den Volumenströ- men hervorgerufen wird und auch noch weit entfernt von einer neuronalen Quel- le messbar ist (wie etwa das EKG an den Extremitäten). E Im Gegensatz zur elektrischen Potenzialverteilung ist eine Differenzierung vielfach simultaner Hirnaktivierungen mittels MEG oft einfacher möglich. Zum Zweiten durchdringen biomagne- tische Felder das Körpergewebe nahezu verzerrungsfrei, da diese für das Magnet- feld transparent sind, während Volumen- ströme aufgrund der sehr unterschied- lichen Leitfähigkeiten verschiedener Ge- webe erheblich verzerrt werden. Biomagnetische Messungen können somit den Ursprung der zugrunde liegen- den neuronalen Aktivität, als inverses Pro- blem bekannt, mit einer besseren räum- lichen Auflösung bestimmen als dies mit der Messung elektrischer Potenziale mög- lich ist. Zum dritten kann das MEG refe- renzfrei gemessen werden, während die Potenzialverteilung im EEG als Differenz gegen eine Referenzelektrode ermittelt werden muss. Der einzige prinzipielle Nachteil des MEG ist, dass senkrecht zur Kopfoberflä- che ausgerichtete neurale Ströme ein kaum extern messbares Magnetfeld erzeugen. Sie sind somit magnetisch stumm, gene- rieren aber eine messbare Potenzialvertei- lung auf der Kopfoberfläche. Magnetische Felder und elektrische Potenziale enthal- ten somit komplementäre Informationen über ihre zugrunde liegenden neuronalen Generatoren und werden im optimalen Fall simultan erfasst. Gemeinsame Eigen- schaft der MEG und EEG ist, dass sie die schnellen elektromagnetischen Korrelate der Hirnaktivierung direkt messen und, im Gegensatz zu Messverfahren des Me- tabolismus wie Positronenemissionsto- mographie (PET), Single-Photon-Emis- sions-Computertomographie (SPECT) oder funktionaler Magnetresonanztomo- graphie (fMRT), besser in der Lage sind, dynamische Aspekte von Hirnaktivie- rungen abzubilden (. Abb. 2). Quellenanalyse Die Berechnung der extrakraniellen Ma- gnetfeldverteilung bei Kenntnis von Ort und Stärke der magnetischen Quellen im Gehirn ist über die sogenannte Vorwärts- lösung eindeutig durchführbar. Das in- verse Problem, d. h. der Rückschluss von der Magnetfeldverteilung auf Ort und Stärke der zugrunde liegenden Quellen im Gehirn, hat dagegen ohne Zusatzan- nahmen keine eindeutige Lösung. Schon Hermann von Helmholtz hat vor mehr als 150 Jahren gezeigt, dass eine Vielzahl 7 Der Nervenarzt 1 · 2010 |