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Der Artikel Gehirnstrom gehört zur Kategorie: Neurologie, Neurophysiologie

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Gehirnstrom (auch Gehirnwelle) bezeichnet die elektrische Aktivität des Gehirns, wie sie mit einer Elektrode an der Kopfhaut gemessen werden kann.

Ursächlich für dieses 1924 von Hans Berger entdeckten Phänomens ist die räumliche Anordnung von Nervenzellen (Neurone) innerhalb der Großhirnrinde, die zu einer Aufsummierung der mikroskopischen Ladungsänderungen einzelner Zellen zu makroskopischen Hirnströmen führt. Die graphische Darstellung der gemessenen Hirnströme heißt Elektroenzephalogramm (EEG). Zur klinischen Bewertung wird eine Aufzeichnung in mindestens 12 Kanälen von verschiedenen Elektrodenkombinationen benötigt (siehe: Elektroenzephalograph).

Ein anderes Verfahren zur Messung von Hirnströmen, das ebenfalls eine vielfältige Anwendung in der Medizintechnik findet, ist die Indizierung der Gehirnströme anhand ihres Magnetfeldes, welches mithilfe der SQUID-Technologie vermessen wird (siehe auch: MEG).

Einteilung der EEG-Bänder

Die makroskopisch sichtbare elektrische Hirnaktivität kann Motive aufweisen, die rhythmischer Aktivität gleichen (siehe auch: Alpha-Wellen). Grundsätzlich gleicht das EEG jedoch dem 1/f-Rauschen und beinhaltet keine langandauernden Oszillationen.

Verschiedene Wachheitsgrade von Änderungen des Frequenz-Spektrums der EEG-Signale begleitet, so dass sich durch eine Analyse der gemessenen Spannungskurven vage Aussagen über den Bewusstseinszustand treffen lassen. Häufig wird das EEG in Frequenzbänder (sogenannte EEG-Bänder) eingeteilt, wobei die Anzahl von Bändern wie auch die genaue Einteilung von verschiedenen Autoren verschieden angegeben wird.

Eine erhöhte Amplitude innerhalb jener Frequenzbereiche geht häufig mit gewissen mentalen Zuständen oder Aktivitäten einher (siehe Tabelle). Die Spalte Effekt verweist auf behauptete Effekte, die sich durch gezielte Anregung der Hirnaktivität erzielen lassen, beispielsweise durch Neurofeedback einer Spezialform des Biofeedbacks. Die Existenz dieser Effekte ist wissenschaftlich nicht erwiesen und umstritten.

Bereich		Frequenz	Zustand	Effekt
Delta		0.1-3 Hz	Tiefschlaf, Wachträumen, Hypnose	evtl. erhöhte Immuntätigkeit
Theta		3-8 Hz	Tiefe Entspannung, Meditation, Wachträumen, hypnagogisches Bewusstsein (Einschlafen)	erhöhte Erinnerungs- und Lernfähigkeit, Konzentration, Kreativität
Alpha		8-12 Hz	Leichte Entspannung, Super Learning (Unterbewusstes Lernen), nach innen gerichtete Aufmerksamkeit	erhöhte Erinnerungs- und Lernfähigkeit
Beta	Niedrig	12-15 Hz	entspannte nach außen gerichtete Aufmerksamkeit	gute Aufnahmefähigkeit
	Mittel	15-18 Hz	erhöhte nach außen gerichtete Aufmerksamkeit und Konzentration	gute Intelligenzleistung
	Hoch	über 18 Hz	Hellwach, normale nach außen gerichtete Aufmerksamkeit; auch bei Stress und Angst
Gamma		40 Hz	anspruchsvolle Tätigkeiten mit hohem Informationsfluss

Im Neurofeedback wird der Bereich 12 bis 15 Hz auch als SMR-Band bezeichnet (SMR = Sensorimotor Rhythm).

Anwendungen in der Medizin

Das Elektroenzephalogramm ist eine Standarduntersuchung der Neurologie.

Epilepsie

Das Elektroenzephalogramm dient zur Diagnose und Verlaufskontrolle der Epilepsie. Außer durch die hochamplitudige Aktivität während eines Anfalls, fallen besonders geformte Graphoelemente auch im anfallsfreien Intervall auf.

Hirntod

Das Erlöschen der Hirnströme (also ein Ausbleiben von Spannungsschwankungen im EEG) ist ein Hauptkriterium bei der Bestimmung des Hirntods.

Beeinflussung der Gehirnwellen

Gehirnwellen lassen sich nicht nur messen, sondern auch beeinflussen: Das kann durch einen visuellen oder akustischen Reiz geschehen, durch Neurofeedback, einer Spezialform des Biofeedbacks oder durch direkte Manipulation der Gehirnwellen mittels elektromagnetischer Wellen (siehe auch: Transkranielle Magnetstimulation, TMS). Geräte, die das ermöglichen sollen, sind seit den 1980er Jahren unter dem Begriff Mind Machines oder Brainwave Stimulator erhältlich, zu sehr unterschiedlichen Preisen und mit sehr umstrittenem Erfolg. Ferner ist es möglich, den Bewusstseinszustand (und damit die Gehirnströme) mittels Meditation oder durch Drogen zu beeinflussen.

Steuerung durch Gehirnwellen

Neuere Forschungen unter dem Schlagwort Brain Computer Interface erzielen beim direkten steuern von Computern durch Veränderung der Gedanken Fortschritte. Unter anderem das Fraunhofer Institut und die New York State Department of Health and State University of New York in Albany können mit EEGs von den Hirnströmen einen Mauscursor nach einiger Übung präzise bewegen. Das ist ein gewaltiger Fortschritt wenn man bedenkt das bisherige Tier- und Menschen-Versuche noch mit implantierten Drähten zur Messung der Hirnströme arbeiteten. Diese wurden als Fremdkörper behandelt und vom Körper abgestossen. Die betreffenden Affen überlebten nur wenige Monate.

Inzwischen hat das Brain Computer Interface mittels EEG bereits Einzug in die medizinische Praxis gehalten und dient schwergelähmten Menschen zur Kommunikation mit der Aussenwelt.

In wieweit Steuerung via EEG in der Militärtechnologie zum Einsatz kommt ist der Öffentlichkeit nicht unumschränkt zugänglich. Sicher ist, dass es seit Jahren Versuchsprojekte zur kurzzeitigen "körperlosen" Steuerung von Kampfjets bei extremen Beschleunigungs-Belastungen gibt. Der Trend hierbei geht jedoch eher in eine rein maschinelle Steuerung, da unter den hohen G-Belastungen auch die Zuverlässigkeit des menschlichen Bewusstseins leidet.

Beispiele in Science Fiction oder Phantastischer Literatur

Im Thriller Firefox von Craig Thomas ISBN 0061000515 wird ein experimenteller Düsenjäger durch Gedanken gesteuert. Ein Helm wandelt die Signale des Gehirns in Steuerungsbefehle um. Auch taucht die Idee Geräte durch Gedankenkraft zu steurern in vielen Science-Fiction Büchern auf.

Ein durch den Film Matrix aktuelles Beispiel ist auch die Idee, das Gehirn direkt mit einem Computer zu verbinden und so mit einer virtuellen Welt zu interagieren. Ursprünglich ist diese Idee von William Gibson.

siehe auch

• Elektroenzephalografie
• Neurophysiologie
• Neurologie
• Portal:Neurowissenschaften

Weblinks

• OpenEEG: EEG Hardware unter GPL Lizenz (englisch)
• EEG-gesteuerte Computer-Maus am Fraunhofer Institut
• BBC über EEG-gesteuerte Computer-Maus

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Diskussion der Autoren über den Artikel: Gehirnstrom

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Alte Diskussion

Gehirnstrom und Gehirnwelle sind sehr selten benutzte Begriffe. Ich würde vorschlagen den Haupteintrag unter Elektroenzephalogramm zu legen, auch wenn das bei strenger Betrachtung begrifflich etwas fraglich ist. Pjacobi 23:35, 25. Jul 2004 (CEST)

Von mir aus kein Problem. Dann aber bitte ein Redirect. -- Duesentrieb 23:45, 25. Jul 2004 (CEST)

Definitiv sollten wir dieses tun. 1, 2, 3, ... -- Kku 19:31, 24. Aug 2004 (CEST)

Au ja. Ich war immer zu träge, den Schnelllöschantrag für den jetzigen REDIRECT zu stellen, damit nach Elektroenzephalogramm verschoben werden kann, aber Du kannst ja direkt zur Tat schreiten. Die Alternative wäre auch noch ein MERGE mit Elektroenzephalografie. -- Pjacobi 19:51, 24. Aug 2004 (CEST)

Kategorie:Bewusstseinserweiterung

Einspruch, Euer Ehren! Gehirnströme erweitern nicht das Bewusstsein, außer in dem Sinne, daß man ziemlich tot ist, wenn man keine mehr hat. Ich schlage vor, einen neuen Artikel Neurofeedback für diese Anwendung zu eröffnen. Bzw. zuerst abzuklären, ob es gebräuchlichen deutschen Begriff gibt. Pjacobi 15:49, 27. Jul 2004 (CEST)

Stimmt, aber Bewusstseinserweiterung verändert die Hirnströme. Die Zustände, die sich durch psychedelische Drogen, Meditation, etc erreichen lassen, kann man hübsch am EEG ablesen (und sie sind sich ähnlich). Reicht das nicht? Neurofeedback und Mind-Machines hätten in der Tat eigene Artikel verdient, aber ich kenne mich damit zu wenig aus... -- Duesentrieb 16:04, 27. Jul 2004 (CEST)

Psychedelische Drogen, Meditation, etc. verändern auch die Herzrate, Herzratenvariabilität, Hautwiderstand, Tonus und vermutlich die Fahrtüchtigkeit. Willst Du die auch alle in Bewusstseinserweiterung tun? Ein normalen Link aus dem Artikel Bewusstseinserweiterung heraus sollte den Zusammenhang besser darstellen. (P.S. Kategorie aus Duesentrieb/Meditation entfernen, Kategorien sollen nicht auf Benutzerseiten zeigen). -- Pjacobi 16:13, 27. Jul 2004 (CEST)

Ok, lass es mich mal anders ausdrücken: gehen wir mal davon aus, dass Bewusstsein im Gehrin statt findet, und dass die wesentlichen Aktivitäten im Gehrin elektrische Kommunikation zwischen Neuronen sind (beeinflusst durch Neurotransmitter, Hormone, Drogen, etc). Dann besteht das Bewustsein aus Hirnstrom-Mustern, oder? Die entscheidende Wirkung von psychedelischen Substanzen und Techniken ist ihr Einwirken auf die Hirntätigkeit, die sich in den Hirnströmen manifestiert. Alles andere sind Nebeneffekte. Eine (die einzige?) Möglichkeit, den Bewusstseinszustand einer Person annährerend zu messen, ist, seine Gehrinströme aufzuzeichnen. Könnte man die Hirnströhme in geeigneter weise direkt manipulieren, könnte man das Bewusstsein beliebig verändern (bzw. "erweitern"). Meinst du nicht? -- Duesentrieb 16:26, 27. Jul 2004 (CEST)

Die schwierige Frage ist nicht ob, Psychedelische Drogen et al die Gehirnströme verändern (sie tun es), sondern ob dadurch der Artikel Gehirnstrom in die Bewusstseinserweiterung fällt (m.E. nicht). Ein Problem der richtige Kategorisierung, nicht der Inhalte. Die Kategorisierung ist aber sowieso in einen beklagenswerten Zustand, IMHO weil die Mitarbeiter, die es besonders gut machen wollten, sich einen sehr großen Bissen abgebissen haben. Ob Bewusstsein die aus der Gesamtheit der Hirnstrom Muster besteht, läßt sich trefflich auf Diskussion:Philosophie des Bewußtseins diskutieren. Pjacobi 18:27, 27. Jul 2004 (CEST)

Bewusstseinserweiterung ist eine Schlagwort -- sie dient als Bibliographie, nicht als Klassifizierung (mehr dazu unter Wikipedia Diskussion:Kategorien). In diesem Sinne finde ich schon, dass die Hirnströme da hingehören.

Ich stimem dir zu, dass die Kategoriesierung ein echte Problem ist. Ich finde aber die Lösung, die sich so langsam rauskristalisiert, ganz brauchbar: Kategorisierung nach vier Diemsnionen: Ort, Zeit, Thema und Schlagwörter. Die ersteren 3 bilden eine recht strenge Systematik, die Schlagwörter braucht man, um sozusagen quer zu den anderen Dimensionen Themenbereiche zusammenzufassen (z.B. Gold). So hab ich das zumindest verstanden... -- Duesentrieb 19:04, 27. Jul 2004 (CEST)

Bewusstseinszustände und Grundfrequenz

Die Zustände Wachträumen und Hypnose in den Delta-Bereich zu ordnen ist sehr sehr ungewöhnlich! Bitte eine Quelle dazu angeben, ansonsten muss die Tabelle sowieso etwas korrigiert werden. -- Thomas M. 21:02, 31. Okt 2005 (CET)

Oh je, das ist schon eine Weile her... und ich bin auch kein Neurologe. Ich hatte mir das damals zusammengeklaubt... Ich finde es wichtig, den Zusammenhang von Bewusstseinszuständen und Hirnstrommustern aufzuzeigen. Sicher gibt es da unterschiedliche Ansichten, und wenn sich jemand gut genug damit auskennt, die darzulegen, um so besser! Welche Korrekturen schweben dir denn vor? -- Duesentrieb Duesentrieb 01:42, 3. Nov 2005 (CET)

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