In Ergänzung zu den klassischen EEG- und MEG-Analyseverfahren, bei denen gemittelte Signale ausgewertet werden, gewinnt die Analyse von Einzeltrials zunehmend an Bedeutung. Kurzzeitig auftretende Ereignisse, auch transiente Ereignisse genannt, bilden die Grundlage für die bekannten und häufig beschriebenen kontinuierlichen Oszillationen. Eine genaue Charakterisierung dieser Ereignisse, die bei visuellen Stimulationen im Alpha-Band auftreten, fehlt allerdings bis heute. Eine solche Charakterisierung kann dabei helfen, Effekte – beispielsweise Entrainment- und Resonanzeffekte – besser zu verstehen und individuelle Unterschiede zwischen Personen bzw. Patienten zu erkennen und zu erklären.
In Kooperation mit dem Zentrum für Kognitive und Computergestützte Neurowissenschaften der Universidad Complutense de Madrid, dem Biomagnetischen Zentrum und dem Werner-Kaiser-Forschungszentrum für MRT des Universitätsklinikums Jena haben wir eine kombinierte E/MEG-Studie mit einer individualisierten intermittierenden Photostimulation durchgeführt.
Transiente Ereignisse wurden im Zeit-Frequenz-Bereich des Sensorraums detektiert und anhand ihrer Anzahl, Frequenz und Zeit- bzw. Frequenz-Breite charakterisiert. Mittels Minimum Norm Verfahren wurden Quellkonfigurationen zwischen Einzeltrials und gemittelten Trials verglichen.
Das Signal-Rausch-Verhältnis der gemittelten Signale korrelierte stark (r = 0,87) mit der Anzahl der detektierten transienten Ereignisse. Die Anzahl der detektierten Ereignisse variierte zwischen den Modalitäten: Im Median wurden 76 Ereignisse im EEG, 80 Ereignisse in den Magnetometersignalen und 89 Ereignisse in den Gradiometersignalen detektiert. 25 % der Ereignisse waren überlappend zwischen den Modalitäten. Die zeitliche Breite der Bursts lag bei ca. 250 ms, die frequenzbezogene Breite bei 2 Hz. Die topografische Analyse im Sensorraum zeigte eine erhöhte Aktivität über dem Okzipitallappen. Im Quellraum wurden alle detektierten transienten Ereignisse im oder in der Nähe des Okzipitallappens registriert. Zwischen den Lokalisationen im Einzeltrial und denen im gemittelten Signal konnte im Median ein Abstand von 1 cm festgestellt werden.
Unsere hier vorgestellten Ergebnisse erweitern das Wissen über transiente Ereignisse in Einzeltrial-EEG und
-MEG Aufzeichnungen während visueller Stimulationen im Alpha-Band. Damit bildet die Studie eine Grundlage für zukünftige Forschung in den Bereichen der visuellen Stimulation, Einzeltrial Quellenrekonstruktion und Modellierung von Resonanz- und Entrainment-Effekten.
Originalveröffentlichung: NeuroImage, Characterization of transient events during intermittent photic stimulation
von Hannes Oppermann, Ricardo Bruña, Daniel Güllmar, Carsten Klingner und Jens Haueisen
DOI: https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2025.121587
