Staus im Gehirn vermeiden
"Viele neurologische und psychiatrische Erkrankungen verursachen wahrscheinlich Probleme mit der Signalübertragung in Hirnnetzwerken", sagt Co-Autor Dr. Maurizio Corbetta, Professor für Neurologie an der Washington University in St. Louis. "Die Untersuchung der zeitlichen Struktur der Gehirnaktivität aus dieser Perspektive kann besonders hilfreich sein, um psychiatrische Zustände wie Depressionen und Schizophrenie zu verstehen, bei denen strukturelle Marker knapp sind."
Wissenschaftler untersuchen Gehirnnetzwerke normalerweise mithilfe der Magnetresonanztomographie, die den Blutfluss verfolgt, unter der Annahme, dass eine Erhöhung des Blutflusses zu einem Teil des Gehirns auf eine erhöhte Aktivität in den Zellen dieser Region hinweist.
Laut Corbetta hat die MRT jedoch ihre Grenzen. "Es ermöglicht uns nur, die Aktivität von Gehirnzellen indirekt zu verfolgen, und es ist nicht möglich, Aktivitäten zu verfolgen, die bei Frequenzen von mehr als 0,1 Hertz oder einmal alle 10 Sekunden auftreten", sagte er. "Wir wissen, dass einige Signale im Gehirn bis zu 500 Hertz oder 500 Mal pro Sekunde durchlaufen können."
Für die neue Studie, die am Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf durchgeführt wurde, verwendeten die Forscher die Magnetenzephalographie (MEG), um die Gehirnaktivität bei 43 gesunden Freiwilligen zu analysieren. MEG erkennt sehr kleine Veränderungen der Magnetfelder im Gehirn, die dadurch verursacht werden, dass viele Zellen gleichzeitig aktiv sind. Es kann diese Signale mit Raten von bis zu 100 Hertz erfassen.
"Wir haben festgestellt, dass verschiedene Hirnnetzwerke mit unterschiedlichen Frequenzen ticken, wie Uhren mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten", sagte der leitende Autor Jörg Hipp, Ph.D., vom Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf und der Universität Tübingen, beide in Deutschland.
Netzwerke, zu denen der Hippocampus gehörte, ein für die Gedächtnisbildung kritischer Hirnbereich, waren tendenziell bei Frequenzen um 5 Hertz aktiv. Netzwerke, die Bereiche darstellen, die an den Sinnen und Bewegungen beteiligt sind, waren zwischen 32 Hertz und 45 Hertz aktiv. Andere Hirnnetzwerke waren bei Frequenzen zwischen 8 und 32 Hertz aktiv.
"Es gab eine Reihe von fMRI-Studien zu Depressionen und Schizophrenie, die" räumliche "Veränderungen in der Organisation von Hirnnetzwerken zeigten", sagt Corbettta. „MEG-Studien bieten einen Einblick in eine viel reichhaltigere‚ zeitliche 'Struktur. Dies könnte in Zukunft neue diagnostische Tests oder Möglichkeiten zur Überwachung der Wirksamkeit von Interventionen bei diesen schwächenden psychischen Zuständen bieten. “
Die Forschung wurde am 6. Mai in veröffentlicht Naturneurowissenschaften.
Quelle: Washington University School of Medicine
