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Titel / Referat: Hirnforschung - Methoden

Schlagwörter: Methoden der Hirnforschung, EEG, Elektroenzephalogramm, MRT, Magnetresonanztomographie, PET, Positronen-Emissionstomographie Hausaufgabe, Referat

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Methoden der Hirnforschung

1. Allgemeines/ Begriffsklärung
- beschäftigt sich mit Aufbau und Leistung des Gehirns(zentralen und übergeordneten Integrations-, Koordinations- und Regulationsorgans des Nervensystems)
- 5000 v. Chr. Schädelöffnungen am lebenden Menschen
- zahlreiche Entdeckung, welche heute uns allen bekannt sind( Axon, Ranvier´sche   
 Schnürringe.. Alles- oder- nichts Prinzip und wie alles zusammenhängt und funktioniert)
2.EEG
2.1 Geschichte
- Elektroenzephalogramm= EEG
- Standartuntersuchung der Neurologie
- erste Technik ohne operativen Eingriff
- Entwicklg. in 30er Jahre
2.2 Wie funktioniert das EEG?
- Elektroden werden an Kopf angebracht®elektr. Spannungsunterschied zwischen zwei Elektroden gemessen®verstärkt®Aufzeichng. von Gehirnströmen(®oberflächennahen Aktivitäten der Nervenzellen in der Hirnrinde abbilden
- tieferliegende Aktivitäten der Nervenzellen blieben Forschern bis jetzt verborgen
- Arzt untersucht Hirnstromwellen (Frequenz, Amplitude, Steilheit..Symmetrie zwischen beiden Gehirnshälften ist wichtig)
- verschiedene Wellen:
Alphawellen: 8-13HZ, stellen Grundrhythmus des ruhenden Gehirns bei geschlossenen Augen da
Betawellen: 14-30HZ, treten unter Einwirkungen der Sinnesreizen oder bei geistiger Tätigtkeit auf
Thetawellen: 4-7HZ, =Zwischenwelle, bei Kinder normal und nimmt mit zunehmenden Alter ab, wird nur unter bestimmen Bedingungen auftreten(Schlaf oder Müdigkeit)
Deltawellen: 1-4HZ, bei Kindern nicht bedenklich, bei Erwachsenen könnte Hinweis auf Gehirnschädigung sein(im Tiefschlaf normal)
Gammawellen: 41-70HZ, bei starker Konzentration(nicht im EEG erkennbar)
-Anwendungen bei krankhafter Veränderung der elektrischen Gehirnaktivität
- epileptische Anfälle( Krämpfe im Gehirn), Hirnerkrankungen, Medikamente(Psychopharmaka oder Barbiturate), Schlaganfälle oder Tumore oder Nulllinie, welche den Hirntod nachweist
Ablauf einer EEG Untersuchung:
- verschieden Provokationsmethoden, wie
- Öffnen der Augen für 3-5 Sekunden
- lange aus und einatmen
- der Patient wird Lichtblitzen ausgesetzt
- auch Langzeit EEG´s mögl.. außerdem auch bei bewusstlosen Menschen
2.3 Vorteile/ Nachteile
Vorteile
- in Echtzeit
- ungefährlich da keine Strahlung
Nachteile:
- keine genaue Bestimmung der Regionen, wo Aktivitäten stattfinden
3.MRT
3.1 Geschichte
- Magnetresonanztomographie= MRT( Kernspin- Tomographie)
- bildgebendes Verfahren zur Darstellung vom Strukturen im Inneren des Körpers
- techn. Prinzip von Bloch und Purcell 1946
- Entwicklg. von Lauterbur und Mansfield 1973
3.2 Wie funktioniert das MRT?
- im Gegensatz zum Röntgen wird nur mit Magnetfeldern und Radiowellen gearbeitet
- im Kernspin- Tomographen starkes Magnet, welches Protonen(zu 63% in Wasser und Fett) des menschl. Körpers anzieht(verlassen ihren Platz)®durch Ausschalten des Kernspin-Tomographen springen die Atome wieder an alten Platz( geben Energie ab, beim Vorgang® Aussenden von Signalen, die von hochempfindlichen Antennen gemessen werden können)
- Computer berechnet aus Signalen Schnittbild durch Körper(dabei horizontale und andere Schnittebenen mögl. ohne Änderung der Lage des Patienten)
- Anwendung:
- kleinste Entzündungen in Weichteilen, Herz, Organe können sichtbar werden
- Körperstrukturen mit geringem oder höherem Wassergehalt( Knochen) schlecht darstellbar
3.3 Vorteile/ Nachteile
Vorteile
- schmerzfrei
- gute räumliche Auflösung
- keine Strahlung
Nachteile:
- Platzangst
- hohe Betriebskosten
- bei Patienten mit Herzschrittmachern oder ähnlichen Metallgegenständen nicht anwendbar( da Magnetfeld zerstört wird)
4.PET
4.1 Geschichte
- Positronen- Emissionstomographie= PET
- bildgebendes Verfahren, bei dem Stoffwechselaktivität von Organen und Geweben dargestellt wird
- meist verwendet in Nuklearmedizin
- ältestes Verfahren
4.2 Wie funktioniert das PET?
- Injektion von Stoffen ähnlich wie Traubenzucker( F18 Desocyglukose, mit radioaktivem Fluor markiertes Zuckermolekül… ABER bei Fett/Eiweißstoffwechsel markiertes Eiweiß/Fett)® ins Gehirn® durch Zerfall von Radionukleid zum Positron und Aufeinandertreffen mit Elektron®Photonen®Photonenstrahlung(der radioaktiven Substanzen) ®radioaktive Strahlung die stoffwechselaktive Regionen des Gehirns zeigt werden auf PET- Scanner registriert®zeigt aktive/ zuckerverbrauchende Hirnregionen
- meist verwendete Isotope sind 11c, 13n und 18f(niedrige Halbwertszeit von 10-110min.)
- bei Tumoren sehr schnell sichtbar, auch bei mm Größe
Anwendung:
- Krebsdiagnostik
- Alzheimer
- bei dauerhaft schlecht durchbluteten Teilen des Herzmuskels
4.3 Vorteile/ Nachteile
Vorteile:
- gute räumliche Auflösung
Nachteile:
- Einsatz radioaktiver Substanzen( zwar kleine Dosen.. aber Strahlung..)
- sowie Aufwand für Patient
- nicht in Echtzeit
- nicht für Darstellung von Organstrukturen geeignet
5. Aktuelles
1.- neueste Methode ist MEG(Magnetenzephalographie)® Änderungen von Magnetfeldern um elektrische Neuronen werden millisekundengenau sichtbar
-Ausnutzen des Stromflusses zwischen den Nervenzellen erzeugt Magnetfelder
-kann wie das EEG, oberflächennahe Aktivitäten messen, jedoch noch genauer und unverzerrter
2.- seit neuestem wird CT und PET gekoppelt( CT kann Knochen und Organe bildhaft darstellen und PET Stoffwechselaktivitäten)
- jedoch noch keine Standartuntersuchung, da Strahlungsbelastung wesentlich höher
- bisher nur bei Verdacht auf Lungenkrebs als Untersuchung
3. - in nächster Zeit wird weiter untersucht, ob eine PET-MRT Untersuchung mehr aussagen kann, als PET und MRT allein
6.Quellen
http://www.wz.nrw.de/magazin/artikel.asp?nr=506&ausgabe=2003/2&titel=Dem%5EGehirn%5Ebeim%5EArbeiten%5Ezusehen&magname=
http://www.netdoktor.de/ratschlaege/untersuchungen/elektroenzephalogramm.html
http://www.klinikum.uni-heidelberg.de/7014.pdf
http://de.wikipedia.org/wiki/Hirnforschung
http://www.egbeck.de/skripten/12/bs12-43.html
http://www.innovations-report.de/html/berichte/biowissenschaften_chemie/bericht-27024.html
http://www.innovations-report.de/html/berichte/medizin_gesundheit/bericht-16097.html
Linder Biologie, Metzler
Erfahrungen in der Familie mit PET und MRT 


Methoden der Gehirnforschung
 
- beschäftigt sich mit Aufbau und _____________ des Gehirns
 
- 3 verschiedene Möglichkeiten das zu untersuchen:  
   _______________________________________
 
- beim EEG werden die ____________________ anhand von Elektroden aufgezeichnet
 
- verschiedenste Gehirnstromwellen erkennbar
 
Nenne 3 Wellenarten und erkläre, was sie darstellen!
1._________________________________________________________________________
2._________________________________________________________________________
3._________________________________________________________________________
 
- Krankheiten, welche ein verändertes EEG hervorrufen, sind: ___________ oder  
 Tumore
 
- beim MRT wird nur mit Radiowellen und _______________________ gearbeitet
 
- stellt die _________________ im Inneren des Körpers da
 
- durch Kernspintomograph ensteht starkes Magnetfeld, welches Atome aus ihrer Position
 reißt® durch Ausschalten des Tomographen “wandern” Atome wieder zurück und
 senden___________
 
- aus Signalen können ___________________ erzeugt werden
 
- PET stellt Stoffwechselaktivität von________________ und _________________ da
 
- Injektion von markiertem __________________®ins Gehirn®durch Zerstörung von Positronen und Elektronen®Photonenstrahlung(radioaktive Strahlung)®Anzeige für aktive Gehirnregionen
 
- Tumore sind _________ sichtbar
 
- Anwendung in____________________, ________________________
 
- aktuelle Versuche sind CT und ________ oder __________ und PET
 
Quellen:
http://www.wz.nrw.de/magazin/artikel.asp?nr=506&ausgabe=2003/2&titel=Dem%5EGehirn%5Ebeim%5EArbeiten%5Ezusehen&magname=
http://www.netdoktor.de/ratschlaege/untersuchungen/elektroenzephalogramm.html
http://www.klinikum.uni-heidelberg.de/7014.pdf
http://de.wikipedia.org/wiki/Hirnforschung
http://www.egbeck.de/skripten/12/bs12-43.html
http://www.innovations-report.de/html/berichte/biowissenschaften_chemie/bericht-27024.html
http://de.wikipedia.org/wiki/Positronen-Emissions-Tomographie#Vom_Positron_zum_3D_MIP:_Wie_entsteht_das_Bild.3F
 
http://www.innovations-report.de/html/berichte/medizin_gesundheit/bericht-16097.html
Linder Biologie, Metzler

Erfahrungen in der Familie mit PET und MRT

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