Ereigniskorrelierte Potentiale

Als ereigniskorrelierte Potentiale (EKP, engl.: event-related potentials, ERP ) werden Wellenformen im Elektroenzephalogramm (EEG) bezeichnet, die entweder von Sinneswahrnehmungen ausgelöst (evoziert) oder mit kognitiven Prozessen (z. B. Aufmerksamkeit und Sprachverarbeitung) korreliert sind.

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Methodik

 Um die niedrigamplitudigen EKPs im höheramplitudigen Spontan-EEG überhaupt sichtbar zu machen, müssen viele stimulusbezogene Datenepochen gemittelt werden. Die ereignisunabhängigen Anteile des EEG (das Spontan-EEG, Rauschen) mitteln sich dabei heraus. Darüber hinaus werden alternative Methoden der Signalanalyse entwickelt, mit denen sich z. B. Veränderungen in den Schwingungsstärken (Zeit-Frequenz-Analyse, Wavelet-Analyse), in der Synchronisation oder in der Kohärenz über die Einzelmessungen nachweisen lassen.

Je nachdem, wie lange nach einem Ereignis eine Komponente (v.a. positive oder negative Latenzen) im EEG auftritt, kann man diese verschiedenen Gehirnbereichen zuordnen. Frühe Komponenten (0–10 ms) werden dem Hirnstamm zugeordnet, mittlere Komponenten (bis 100 ms) dem Thalamus und späte oder langsame Komponenten (bis 200 ms) dem Kortex.

EKPs lassen sich nicht nur über das EEG, sondern auch über die Magnetoenzephalographie (MEG) gewinnen.

Anwendung

Anwendungen von EKPs finden sich in der Psychophysik und in den Kognitionswissenschaften. In der Psycholinguistik untersucht man EKPs, die von Schwierigkeiten beim Verständnis von Sätzen begleitet werden: So tritt die N400 (eine Spannungsschwankung negativer Polarität 0,4 Sekunden nach einem kritischen Wort) bei semantischen Verarbeitungsproblemen auf, z. B. wenn man den Satz "Hanna trinkt ein Glas Beton" hört oder liest. Die P600 ist eine Positivierung im EEG, die 0,6 Sekunden nach einem kritischen Wort auftritt und von syntaktischen Verarbeitungsschwierigkeiten zeugt, wie sie z. B. der Satz "Hans glaubt, dass der Entdecker von Amerika erzählte" hervorruft, wenn wir "der Entdecker von Amerika" mit "Kolumbus" gleichsetzen und dessen Erzählung erwarten.

P300

Zu den häufigsten Modalitäten gehört die gut nachweisbare P300, eine positive Welle ungefähr 300 ms nach dem Reiz, die dadurch ausgelöst wird, dass ein seltener Zielreiz appliziert wird, zum Beispiel bei auditorischer Reizung ein abweichender Ton oder bei visueller Reizung ein abweichendes Bild. Sie hat ihre maximale Ausprägungen im Gebiet der parietalen Elektroden.

Verschiedene Theorien postulieren eine Abhängigkeit der Latenz und Amplitude der P300 von der

• Informationsübertragung
• Wahrscheinlichkeit des Stimulus
• von der Bedeutung des Stimulus

Im Rahmen der vorherrschenden Theorie, der Context Updating Hypothesis von Sutton und Kollegen wird angenommen, dass die Latenz der P300 eine Aktualisierung der Erwartungen hinsichtlich der Auftretenswahrscheinlichkeit bestimmter Ereignisse im aktuellen Kontext widerspiegelt. Da diese Aktualisierung nur nach einer vorherigen Kategorisierung vonstatten gehen kann, hängt ihre Latenz davon ab, wie viel Zeit diese Kategorisierung/Reizbewertung in Anspruch nimmt. Die P300 wird daher gerne als Maß für die Zeitdauer bzw. Latenz von Evaluationsprozessen genutzt. Gegenüber physiologischen oder motorischen Maßen wie dem Drücken eines Hebels besteht der Vorteil, dass tatsächlich nur der reine Evaluationsprozess, und nicht etwa zusätzlich die Zeit der Übersetzung der Bewertung in eine konkrete Motorreaktion (wie z. B. die Bewegung eines Fingers auf die Taste), ausschlaggebend ist.

Die P300 wird häufig auch als Aufmerksamkeitsmaß verwendet: Wie oben beschrieben, kann die Amplitude der P300 darüber Aufschluss geben, wie eine Person Stimuli kategorisiert und wie deren Bedeutung subjektiv eingeschätzt wird. Die Komponente taucht aber nur dann auf, wenn die Person aktiv, also attentional, nach Reizen sucht. Außerdem wird sie zur Diagnose verschiedener pathologischer Veränderungen verwendet.

Literatur

• Jan Seifert: Ereigniskorrelierte EEG-Aktivität. Lengerich: Pabst, 2005. ISBN 3-89967-236-4
• Steven J. Luck: An Introduction to the Event-Related Potential Technique. The MIT Press, 2005. ISBN 0262621967
• Todd C. Handy: Event-Related Potentials : A Methods Handbook. Cambridge, Mass.: The MIT Press (B&T), 2004. ISBN 0262083337