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Elektrokorticography

Änderungen im elektrischen Feld, die durch die neuronale Aktivität entsteht, kann man mit verschiedenen Techniken messen. Eine weitere Technik die bei uns im Labor Anwendung findet, ist die Electrocorticography (ECoG). In Kooperation mit dem Institut für Institut für Mikrosensoren, -aktoren und -systeme (IMSAS, Universität Bremen) haben wir ein neuartiges Mikroelektrodenarray mit 202 dichtbeieinander liegenden Elektroden entwickelt (Schander et al., 2018; Tolstosheeva et al., 2015). Das Array wird auf der Dura Mater platziert und erlaubt es epidurale Feldpotentiale (EFPs) mit hoher räumlicher Auflösung zu messen. Im Gegensatz zu extrazellulären Ableitungen muss für diese Art der Messung also nicht die Dura penetriert werden und ist daher besser geeignet um auch beim Menschen Anwendung zu finden. Eine zukünftige Anwendung ist etwa, mit Hilfe epiduraler Ableitungen als Signalquelle für Brain-Computer Interfaces die Kommunikation für vollständig gelähmte Patienten wieder zu ermöglichen.

Für diese Art von Anwendung ist es unerlässlich mehr über die Qualität und den Informationsgehalt der epiduralen Messungen zu erfahren. Bis vor kurzem war darüber jedoch wenig bekannt. In unserem Institut untersuchen wir daher den Informationsgehalt von EFPs, welche mit räumlich hochauflösenden Elektrodenarrays über sensorischen Kortex Arealen aufgenommen wurden. Hierfür nutzen wir modernste Analysemethoden, inklusive verschiedenster "machine learning" Ansätze (Fischer et al., 2019), auch in Bezug auf die Modulation der EEPs durch kognitive Prozesse. Wir arbeiten für weitere Verbesserungen auf diesem Gebiet eng mit unseren Kooperationspartnern aus den Bereichen Neuroingeneurwesen und Neurophysik zusammen.

All receptive fields recorded by the flexible array. Each line defines a seperate RF. The illustration shows how densly the central proportions of the visual field are coverd by neuronal populations.