Kapitel 2 – Alpha-, Beta-, Gamma-, Delta- und Theta-Oszillationen des Gehirns'bei neuropsychiatrischen Erkrankungen: Vorschlag für Biomarker-Strategien

Gehirnoszillationen haben in den letzten Jahrzehnten in den Neurowissenschaften als funktionelle Bausteine sensorisch-kognitiver Prozesse enorme Bedeutung erlangt. Die Forschung zeigt auch, dass ereigniskorrelierte Oszillationen (EROs) in „Alpha-„, „Beta-„, „Gamma-„, „Delta-“ und „Theta“-Frequenzfenstern in pathologischen Gehirnen stark verändert sind, insbesondere bei Patienten mit kognitiven Beeinträchtigungen. Die im vorliegenden Bericht angewandten Strategien und Methoden spiegeln die angeborene Organisation des Gehirns wider: „die Arbeit des ganzen Gehirns“. In diesem Bericht werden Methoden wie evozierte/ereignisbezogene Spektren, evozierte/ERDs, Kohärenzanalyse und Phase-Locking vorgestellt. Der Bericht zielt nicht darauf ab, alle Strategien im Zusammenhang mit der Systemtheorie zu behandeln, die in der Hirnforschungsliteratur angewandt werden. Die wesentlichen Methoden und Konzepte werden jedoch in mehreren Beispielen aus der Alzheimer-Krankheit (AD), der Schizophrenie und der bipolaren Störung (BD) angewandt, und solche Beispiele führen zu grundlegenden Aussagen bei der Suche nach neurophysiologischen Biomarkern bei kognitiven Beeinträchtigungen.

Eine Übersicht über die Ergebnisse zeigt deutlich, dass es obligatorisch ist, die Methode der Oszillationen in mehreren Elektroenzephalogramm-Frequenzfenstern bei der Suche nach funktionellen Biomarkern und zur Erkennung der Auswirkungen von Arzneimittelanwendungen anzuwenden. Nach der Zusammenfassung der Ergebnisse bei Alzheimer- und Borreliose-Patienten müssen wiederum mehrere Oszillationen und selektiv verteilte Aufzeichnungen analysiert werden und sollten mehrere Orte umfassen. Die selektive Konnektivität zwischen selektiv verteilten neuronalen Netzwerken muss mit Hilfe der räumlichen Kohärenz berechnet werden. Bei der Entwicklung einer Strategie für die Diagnostik, die Differentialdiagnostik und die Anwendung von (präventiven) Medikamenten sollten daher neurophysiologische Informationen in einem Rahmen analysiert werden, der mehrere Methoden und mehrere Frequenzbänder umfasst. Der Einsatz von Medikamenten/Neurotransmittern gewinnt durch die Analyse von Oszillationen und Zusammenhängen eine neue Bedeutung. Eine klarere und differenziertere Analyse von Medikamentenwirkungen kann im Vergleich zur Anwendung der konventionellen breitbandigen evozierten Potentiale und ereigniskorrelierten Potentiale erreicht werden.

Die Interpretation von Ergebnissen bei Alzheimer, Schizophrenie und Borderline (Patienten mit meist geschädigten kognitiven neuronalen Netzwerken) wird am effizientesten durch die gemeinsame Analyse von Ergebnissen zu oszillatorischen Antworten und Kohärenzen, die mit Hilfe von kognitiven Aufgaben gewonnen wurden. Bei diesen Krankheiten werden starke kognitive Beeinträchtigungen beobachtet; die Verwendung von Spektren ermöglicht es daher, kognitive Defizite bei der Anwendung von Stimulationen mit einer kognitiven Aufgabe deutlicher zu erkennen.

Der Bericht schließt mit der Vorstellung von Highlights für neurophysiologische Untersuchungen in der Diagnostik, der Anwendung von Medikamenten und der fortschreitenden Überwachung solcher Krankheiten.