Eine Einführung in die Elektrophysiologie
Wie machen wir unsere Hirntätigkeit messbar?

Unser Gehirn ist unser gesamtes Leben lang aktiv und steuert viele willkürliche und unwillkürliche Prozesse in unserem Körper. Diese Aktivität ist biologischer, chemischer und elektrischer Natur. Mit einem EEG (Elektroenzephalographen) machen wir den Anteil der elektrischen Aktivität messbar und dadurch erfahrbar. Ohne ein solches Messgerät könnten wir keine Notiz von unserer elektrischen Hirnaktivität nehmen.

In unserem Gehirn existieren Milliarden Neurone, dies sind Zellen, welche sich auf kommunikative Aufgaben spezialisiert haben. Wenn ähnlich wie in einem Kabel Informationen verbreitet werden, erzeugen Ionen an der semipermeablen Membran des Neurons eine Spannungsschwankung. Diese Spannungsschwankung ist sehr gering und kann mit einem EEG Gerät nicht gemessen werden. Wenn jedoch viele tausend oder sogar Millionen von Neuronen eine ähnliche Spannungsschwankung synchron zeigen, kann dies gemessen werden.

Halten wir also fest: mit einem EEG messen wir Spannungen! Diese werden im EEG vielfach verstärkt, um am Computer verarbeitet werden zu können. Die Spannungen, die wir messen, bewegen sich im µV-Bereich.

Wer es genauer wissen will, dem sei gesagt, dass es nicht die Aktionspotentiale sind, die wir im EEG messen, sondern kortikale Feldpotentiale die hauptsächliche durch passive elektrotonische Erregungsausbreitung an den Dendriten eines Neurons entstehen. Hier können postsynaptische Potentiale für eine beträchtliche Aufsummation von Spannungen sorgen. Die bedeutendsten Potentialquellen sind die großen, senkrecht angeordneten Pyramidenzellen der Hirnrinde.

Die sogenannten Gehirnwellen, die wir im EEG messen, werden anhand charakteristischer, seit Jahrzehnten anerkannter Frequenzbänder unterschieden: Betawellen (12-30 Hz), Alphawellen (7-12 Hz), Thetawellen (4-7 Hz) und Deltawellen (0,5-4 Hz).