Wiener Medizinische Wochenschrift
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Auswirkung eines Aufstieges mit einer Seilbahn auf
2700 m auf EEG Mittenfrequenz und Event-Related
Desynchronization (ERD)
Zusammenfassung. In den Ostalpen bietet das
Dachsteinmassiv mit einer Höhe von fast 3000 m ideale
Bedingungen, um Auswirkungen der Höhe auf den
menschlichen Körper zu untersuchen. Mit einer Seilbahn
gelangt man in einigen Minuten auf 2700 m, wo der Luft-
druck nur noch 550 mm/Hg beträgt (760 mm/Hg auf Mee-
resniveau).
Im Rahmen einer Studie absolvierten 10 gesunde
Versuchspersonen einen Reaktionszeittest auf 990 m und
auf 2700 m Höhe. Dazu führten die Versuchspersonen so
schnell als möglich eine Bewegung des rechten Zeigefin-
gers aus. Die Bewegung wurde durch eine grün leuch-
tende Lampe initiiert, die insgesamt 50-mal aufleuchtete.
Simultan wurde das Elektroenzephalogramm (EEG) auf-
genommen. Die EEG-Daten auf 990 m und 2700 m wur-
den mit Hilfe der ereignisbezogenen Desynchronisation
(ERD) ausgewertet. Im Alpha-Bereich (8–13 Hz) wurden
keine signifikanten Unterschiede gefunden. Die ereignis-
bezogene Synchronisation (ERS) nahm im Beta-Bereich
(14–18 Hz) von 50 % auf 10 % signifikant mit der Höhe
ab. Weiters stieg die Mittenfrequenz im Beta-Frequenzbe-
reich von 16.68 Hz auf 16,81 Hz mit der Höhe
(p = 0.0019).
Die verringerte Leistung im Beta-Bereich auf 2700 m
im Vergleich zu 990 m wurde auf eine erhöhte kortikale
Erregbarkeit zurückgeführt.
Schlüsselwörter: Höhenmedizin, kortikale Erregbar-
keit, ergebnisbezogene Desynchronisation (ERD), Beta-
Oszillationen, Mittenfrequenz im Beta-Frequenzbereich.
Summary. In the Eastern Alps, the Dachstein massif
with a height of almost 3000 m is an ideal location for in-
vestigating the effects of changes in altitude on the hu-
man body. A cable car allows an ascent within a few min-
utes to 2700 m, where the partial pressure of oxygen is
about 550 mm of mercury compared to 760 mm at sea
level.
Ten healthy subjects performed a reaction time task
at an altitude of 990 m and 2700 m. The subjects were
instructed to perform a right hand index finger movement
as fast as possible after a green light had flashed. The
green light flashed 50 times. Simultaneously to the task,
the electroencephalogram (EEG) was recorded. The
event-related desynchronization (ERD) analysis of the
EEG data showed that changes in alpha ERD values are
not significant, but event-related synchronization (ERS)
values in the beta band decrease significantly from around
50 % to 10 %. Furthermore, the mean frequency of the
beta band increased from 16.68 Hz to 16.81 Hz
(p = 0.0019) with the ascent.
The suppressed post-movement beta ERS at an alti-
tude of 2700 m may therefore be interpreted as a result
of an increased cortical excitability level when compared
with the reference altitude of 990 m above sea level.
Key words: High altitude, cortical excitability, event-
related desynchronization (ERD), beta oscillations, mean-
frequency of the beta band.
Introduction
With increasing altitude, the concentration of oxygen re-
mains constant but its partial pressure drops. This means
that the oxygen in the blood and body tissues is also re-
duced. Normal air pressure is 760 millimeters of mercury
at sea level with an oxygen concentration of 21 %. At
3000 m, the oxygen pressure decreases to about 550 mm
and at the summit of Mont Blanc (4800 m), the partial
pressure of oxygen is about half of that at sea level.
Effects of cable car ascent to 2700 meters on mean EEG frequency
and event-related desynchronization (ERD)
Christoph Guger
1,2
, Wolfgang Domej
1,3
, Gerhard Lindner
1
and Günter Edlinger
2
1
ARGE-Alpinmedizin, Graz, Austria
2
g.tec – medical engineering GmbH, Graz, Austria
3
Department of Internal Medicine, Medical University Graz, Graz, Austria
Received September 30, 2004, accepted October 19, 2004
© Springer-Verlag 2005
Wien Med Wochenschr (2005) 155/7–8: 143–148
DOI 10.1007/s10354–005–0161–9
Correspondence: Christoph Guger, Dipl.- Ing. Dr. techn., g.tec
medical engineering GmbH, ARGE-Alpinmedizin Graz, Her-
bersteinstraße 60, 8020 Graz, Austria.
Fax: ++43/316/675106–39
E-mail: guger@gtec.at