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Aperiodische Aktivität: Versteckte Signale

Das »Zittern« der Hirnstromkurven im Elektroenzephalogramm (EEG) wurde lange Zeit als bedeutungslos ­abgetan. Doch bei genauerem Hinsehen offenbart das elektrische »Rauschen« interessante Merkmale.
Hirnstrommessung bei einer Frau
Ist mein Patient noch wach oder schläft er schon? Dies zu entscheiden fällt Ärzten oft gar nicht so leicht. Beispielsweise produziert das lebhaft träumende Gehirn in der REM-Schlafphase rhythmische Aktivitäten, die denen im Wach­zustand durchaus ähneln können. Doch 2020 präsentierte die Anästhesistin Janna Lendner auf einer Tagung zum Thema Schlaf Ergebnisse, die eine neue Perspektive eröffnen. Die Antwort findet sich ihr zufolge nicht etwa in der Betrachtung der regelmäßigen ­Alpha-, Beta- oder Gamma-Hirnwellen, sondern in einem anderen Aspekt der neuronalen Aktivität: dem so genannten Rauschen – jenem elektrischen Zittern, das Mediziner bei ihren EEG-Messungen normalerweise ignorieren. Das Publikum reagierte ungläubig, erzählt die Wissenschaftlerin vom Universitätsklinikum Tübingen: »Man fragte mich: Sie wollen mir ernsthaft erzählen, es gibt so etwas wie Information im Rauschen?«…

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Spektrum - Die Woche – Impfstoffe vom Acker

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  • Quellen

Donoghue, T. et al.: Parameterizing neural power spectra into periodic and aperiodic components. Nature Neuroscience 23, 2020

Lendner, J. D. et al.: An electrophysiological marker of arousal level in humans. eLife 10.7554/eLife.55092, 2020

Maniscalco, B. et al.: Neural integration of stimulus history underlies prediction for naturalistically evolving sequences. Journal of Neuroscience 38, 2018

Schaworonkow, N., Voytek, B.: Longitudinal changes in aperiodic and periodic activity in electrophysiological recordings in the first seven months of life. Developmental Cogitive Sciences 47, 2021

Voytek, B. et al: Age-related changes in 1/f neural electrophysiological noise. Journal of Neuroscience 35, 2015