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Hirnforschung - Methoden

Schlagwörter:
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Referat

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: