Hirnwellen verarbeiten visuelle Signale Schicht für Schicht

Mit gleichzeitig eingesetztem EEG und fMRT – zwei Verfahren, die elektrische Signale beziehungsweise Durchblutungsveränderungen im Gehirn messen – haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler untersucht, wie verschiedene Hirnwellen-Frequenzen mit bestimmten Schichten des visuellen Kortex zusammenhängen. Die Studie, erschienen in eLife, zeigt, dass Gammawellen (schnelle Hirnwellen) in den oberflächennahen Hirnschichten eng mit der Verarbeitung bestimmter visueller Merkmale verknüpft sind.

Alphawellen tun mehr als hemmen

Bislang galt in der Forschung, dass Alphawellen (langsamere Hirnwellen) vor allem eine hemmende Funktion erfüllen: Sie unterdrücken Hirnareale, die gerade nicht gebraucht werden. Diese Studie zeigt nun, dass Alphawellen auch aktiv an der Verarbeitung bestimmter visueller Informationen beteiligt sind – sowohl in oberflächennahen als auch in tiefen Hirnschichten. Damit lässt sich das klassische Bild deutlich präzisieren.

Der schichtspezifische Ansatz ist neu. Indem EEG und fMRT gleichzeitig eingesetzt wurden, konnten die Forschenden elektrische Signale einem genauen Ort und einer bestimmten Schicht im Gehirn zuordnen. Das macht sichtbar, dass dieselbe Hirnwelle in verschiedenen Schichten unterschiedliche Aufgaben übernimmt.

Bedeutung für das Altern

Veränderungen in Stärke und Organisation der Hirnwellen hängen mit kognitivem Abbau im Alter zusammen. Je besser verstanden wird, welche Wellen in welchen Schichten was leisten, desto gezielter könnten künftige Diagnoseverfahren frühe kognitive Veränderungen erfassen. Diese Forschungsarbeit liefert dafür eine deutlich detailliertere Grundlage. Was klinisch daraus wird, muss die Forschung zeigen.

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Suchbegriffe zum Weiterlesen: cortical layer-specific oscillations EEG fMRI, alpha wave visual processing cortex, gamma oscillations neural coding