Erst kürzlich haben Nikos Logothetis und sein Team vom Max-Planck-Institut für biologische Kybernetik eine neue multimodale Methodik entwickelt, das sogenannte neural event-triggered functional magnetic resonance imaging (NET-fMRI oder NET-fMRT). Bei dieser Methode werden die vom Gehirn erzeugten Signale mittels Elektroden erfasst, die unter die Schädeldecke gepflanzt werden. Aufgenommen werden damit vor allem die Hirnströme, die während des Non-REM-Schlafs und der Ruhephasen auftreten.
Gleichzeitig wird die Hirnaktivität des Probanden mittels funktioneller Magnetresonanz-Tomografie (fMRT) aufgezeichnet. Dieses bildgebende Verfahren zeigt, welche Hirnregionen besonders stark mit sauerstoffreichem Blut versorgt werden – und daher gerade besonders aktiv sind. Die von den Elektroden aufgezeichneten Signale dienen nun als Trigger, das heißt als Auslöser oder zeitlicher Bezugspunkt einer Abfolge von Ereignissen. Denn mit ihrer Hilfe kann bei der Datenanalyse beispielsweise der fMRT-Scans, gezielt geschaut werden, was sich genau zum Zeitpunkt eines solchen Triggers verändert.
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Zeitlicher Zusammenhang
In der aktuellen Studie nutzten die Forscher als Trigger die Ripples des Hippocampus. Diese kann man sowohl in anästhesierten als auch wachen Rhesusaffen messen. Sie liegen im Bereich von 80 bis 160 Hertz. Die Wissenschaftler konnten mit ihrer Methode nun diejenigen Gehirnareale ermitteln, die ihre Aktivität immer in Abhängigkeit zu den Ripples erhöhten oder verringerten.
Mittels Messung der Feldpotenziale aus dem Hippocampus konnten die Forscher zeigen, dass die kurzen Abschnitte aperiodischer, wiederkehrender Schwingungen eng mit den robusten Aktivierungen der Hirnrinde verbunden sind. Diese wiederum treten zeitgleich mit einer umfangreichen Unterdrückung anderer Hirnstrukturen auf. Die Ripples spielen demnach offenbar tatsächlich eine wichtige Rolle für die Kommunikation von Hippocampus und Hirnrinde – und damit für die Konsolidierung unseres Gedächtnisses.
MPG Jahrbuch / Oxana Eschenko, Max-Planck-Institut für biologische Kybernetik, Tübingen
Stand: 23.08.2013
