Funktionelle Bildgebung kortikaler Schmerzverarbeitung : Vergleich schmerzevozierter Aktivität im Vielkanal-Elektro- und Magnetenzephalogramm

Abstract

Die vorliegende Arbeit versucht, anhand vorliegenden Datenmaterials die Aussagekraft von magneto- (MEG-) und elektro-enzephalographischen (EEG-) Registrierungen für die Identifizierung der an der Schmerzwahrnehmung beteiligten kortikalen Strukturen zu analysieren. Die Daten wurden durch simultane Registrierung von Vielkanal-MEG und -EEGAbleitungen an 17 gesunden Probanden im Rahmen von Schmerzexperimenten mit intrakutaner elektrischer Stimulation gewonnen. Die Hirnquellenanalysen erfolgten mit Hilfe des CURRY-Programms, das die Berechnung und Identifizierung kortikaler Quellen in der individuellen Hirnrinde erlaubt; zur morphologischen Erfassung der individuellen Hirnrinde unterzogen sich alle Probanden einer Magnetresonanztomographie. Als wesentliches Ergebnis stellte sich heraus, dass MEG- und EEG-Ableitungen sich in der Erfassung kortikaler Schmerzverarbeitung ergänzen. Es wurde gezeigt, dass die beiden Methoden zeitlich unterschiedliche Aktivitäten mit unterschiedlicher Genauigkeit erfassen. So eignet sich das MEG besonders für die Untersuchung von „frühen“ Aktivitäten, die in primären und sekundären somatosensorischen Kortexarealen ablaufen, da hier eine für diese Methode günstige tangentiale Stromflussrichtung in den kortikalen Kolumnen produziert wird. Das zeigt sich in der vorliegenden Arbeit in einem höheren Signal-Rausch-Verhältnis (Signal-to-Noise-Ratio, SNR) für den Latenzzeitbereich zwischen 50 ms bis 200 ms nach dem Reiz, in dem diese Strukturen aktiv sind. Demgegenüber ist in späteren Zeitbereichen das SNR im Vielkanal-MEG wesentlich geringer, sowohl im Vergleich zum MEG im frühen Latenzbereich wie auch im Vergleich zum simultan gemessenen EEG. Dagegen zeigt das Elektroenzephalogramm ein sehr gutes SNR gerade für diesen späten Zeitbereich von 200 ms bis 350 ms nach dem Reiz. Es ist bekannt, dass in diesem Zeitbereich eine schmerzrelevante Aktivierung des Gyrus cinguli erfolgt. Dies konnte auch in der vorliegenden Arbeit eindeutig bestätigt werden. Hier ist die induzierte Stromflussrichtung in den kortikalen Kolumnen radial in Richtung Vertex ausgerichtet, was günstig ist für die Erfassung der Volumenströme im EEG, jedoch ungünstig für die extrazephale Messung von kortikalen Magnetfeldern. Damit wurde gezeigt, dass es nicht sinnvoll ist, simultane Messungen des MEG und EEG für gleiche Latenzzeitbereiche als gleichwertige Zugriffe kortikaler Aktivität auszuwerten, sondern dass es erheblich erfolgversprechender ist, diese beiden komplementären Verfahren einzeln auf verschiedene Latenzzeitbereiche anzuwenden, um die an der Schmerzverarbeitung beteiligten kortikalen Strukturen beim Menschen bestmöglich und nicht-invasiv zu identifizieren.