Structurele beeldvorming van de hersenen bestaat al sinds de jaren 1970: CT (computertomografie) en MRI (magnetic resonance imaging).
Functionele beeldvorming geeft zicht op de werking van de verschillende hersengebieden: PET (positronenemissie tomografie), SPECT (single photon emission computed tomography) en fMRI (functional magnetic resonance imaging). Deze onderzoeken geven onrechtstreeks zicht op de werking van de hersengebieden door het weergeven van het glucose- of zuurstofverbruik in deze gebieden, of door het weergeven van de intensiteit van de binding van radioactief gemarkeerde stoffen aan neuronale receptoren.
Het EEG meet aan de oppervlakte van de schedel de elektrische activiteit van de hersenschors, wat de primaire activiteit is van de neuronen als massa-effect. Sinds de jaren 1990 werden technieken ontwikkeld om aan de hand van deze oppervlaktemetingen driedimensionele reconstructies te creëren van de bronnen van deze activiteit in de dieper gelegen hersenschorsgebieden. Eén van de meest gebruikte methodes is LORETA (Low Resolution Electromagnetic Tomographic Activity).
Heel wat onderzoek heeft aangetoond dat de bekomen resultaten vrij goed overeen komen met wat op fMRI gevisualiseerd wordt. Een bijkomend voordeel is de hoge tijdsresolutie (in de orde van milliseconden), alsook het feit dat de samenwerking tussen hersen- schorsgebieden (EEG-coherentie) berekend kan worden. Sinds 2003 bestaat software (Neuroguide) waarin een database met leeftijdsgebonden spreidingen van normale waarden voor deze metingen verwerkt is. Dit laat toe om te visualiseren in welke mate de gereconstrueerde activiteit en coherentie voor alle hersenschorsgebieden (zowel links als rechts 44 Brodmanngebieden) afwijkend is van normale waarden voor de leeftijd.
In onderstaande eegloreta.pdf wordt uitgelegd hoe uit een EEG de LORETA-beeldvorming tot stand komt.
In het filmpje daaronder wordt getoond hoe in de Neuroguide software aan de hand van een concreet EEG een voor de leeftijd te grote hoeveelheid thèta-activiteit (standaarddeviatie 4.66 zoals boven het middelste plaatje wordt vermeld) in de rechter insula kan gevisualiseerd worden.
Functionele beeldvorming geeft zicht op de werking van de verschillende hersengebieden: PET (positronenemissie tomografie), SPECT (single photon emission computed tomography) en fMRI (functional magnetic resonance imaging). Deze onderzoeken geven onrechtstreeks zicht op de werking van de hersengebieden door het weergeven van het glucose- of zuurstofverbruik in deze gebieden, of door het weergeven van de intensiteit van de binding van radioactief gemarkeerde stoffen aan neuronale receptoren.
Het EEG meet aan de oppervlakte van de schedel de elektrische activiteit van de hersenschors, wat de primaire activiteit is van de neuronen als massa-effect. Sinds de jaren 1990 werden technieken ontwikkeld om aan de hand van deze oppervlaktemetingen driedimensionele reconstructies te creëren van de bronnen van deze activiteit in de dieper gelegen hersenschorsgebieden. Eén van de meest gebruikte methodes is LORETA (Low Resolution Electromagnetic Tomographic Activity).
Heel wat onderzoek heeft aangetoond dat de bekomen resultaten vrij goed overeen komen met wat op fMRI gevisualiseerd wordt. Een bijkomend voordeel is de hoge tijdsresolutie (in de orde van milliseconden), alsook het feit dat de samenwerking tussen hersen- schorsgebieden (EEG-coherentie) berekend kan worden. Sinds 2003 bestaat software (Neuroguide) waarin een database met leeftijdsgebonden spreidingen van normale waarden voor deze metingen verwerkt is. Dit laat toe om te visualiseren in welke mate de gereconstrueerde activiteit en coherentie voor alle hersenschorsgebieden (zowel links als rechts 44 Brodmanngebieden) afwijkend is van normale waarden voor de leeftijd.
In onderstaande eegloreta.pdf wordt uitgelegd hoe uit een EEG de LORETA-beeldvorming tot stand komt.
In het filmpje daaronder wordt getoond hoe in de Neuroguide software aan de hand van een concreet EEG een voor de leeftijd te grote hoeveelheid thèta-activiteit (standaarddeviatie 4.66 zoals boven het middelste plaatje wordt vermeld) in de rechter insula kan gevisualiseerd worden.
| eegloreta.pdf |
Afwijkende coherentiewaarden voor de verschillende EEG-frequentiebanden voor hetzelfde EEG als in bovenstaand filmpje, voor het linker en rechter insulagebied (Brodmann area 13). Rechts is er voor delta, thèta en alfa verlaagde coherentie met andere cortexgebieden (die verticaal geordend liggen volgens de nabijheid met de insula). De blauwe alternerende banden wijzen op de korte aftstands U-vezels van de witte stof waarbij te lage coherentie alternerend optreedt naargelang de afstand van de insula. Voot meer uitleg: zie loreta_coherence_phase_differences.pdf hieronder.
Met DTI (diffusion tensor imaging) worden in MRI de witte stof vezels weergegeven: in het groen de korte U-vormige vezels die vlak onder de hersenschors liggen en naburige hersengebieden verbinden, in het blauw de lange bundels in de diepte.
Links: sagittale doorsnede met frontaal links; midden: transversale doorsnede; rechts: coronale doorsnede.
| loreta_coherence__phase_differences.pdf |
Een
verdere evolutie is dat op deze voor de leeftijd afwijkende waarden
(zowel voor de sterkte van het signaal als voor de coherentie) in
real-time feedback gegeven kan worden onder vorm van een visueel en/of
auditief signaal telkens wanneer de afwijkende activiteit in het betreffende hersenschorsgebied onder of boven een ingestelde drempelwaarde is (dichter bij normale waarden). Zo wordt het mogelijk dit als behandeling bij
psychiatrische toestanden toe te passen: z-score LORETA neurofeedback
(zie pagina BCI, brain computer interface).