Ergebnisse

Für jeden der beiden Probanden wurde eine Messung durchgeführt. Das entscheidende Kriterium zur Auswahl einzelner Komponenten belief sich auf ihren Zusammenhang mit dem verwendeten Paradigma.

Proband a

Es werden die Eigenspektrum-Analyse und 4 Komponenten vorgestellt.

Die Eigenspektrum-Analyse in Abbildung 2.17 zeigt die PCA-Vorauswertung der Daten. MELODIC hat insgesamt 29 Komponenten gefunden. Es werden die Kompo-nenten 7, 12, 13 und 19 vorgestellt.

Eigenspektrum Analyse

Abbildung 2.17: Eigenspektrum-Analyse der Principal Component Analysis.

Komponenten Komponente 7

Die siebte Komponente gibt 3,9 % der erklärten Varianz wieder, das entspricht 2,5 % der Gesamtvarianz. In Abbildung 2.18 ist eine Stimulation des linken visuellen Cortex zu erkennen. Der Zusammenhang zum verwendeten Paradigma erschließt sich durch einen Vergleich mit dem Zeitverlauf dieser Komponente. Zu den Zeitpunkten t1 = 30, t2 = 90 s, t3 = 150 s und t4 = 210 s wurde der linke visuelle Cortex stimuliert (markiert

Praktischer Teil 40

durch die Pfeile in Abb. 2.19). In der Fourieranalyse in Abbildung 2.20 zeigen sich zwei große und ein kleiner Peak, aus deren Frequenzbereichen sich die Komponente überwiegend zusammensetzt. Der linke Peak schwingt mit einer Frequenz von weniger als 0,02 Hz ist, dies lässt eine Verbindung zu der errechneten Frequenz des visuellen Stimulus von 0,017 Hz erkennen. Die anderen Frequenzspitzen lassen sich als Vielfache der berechneten Ausgangsfrequenz einordnen.

Abbildung 2.18: Die 7. Komponente zeigt eine Aktivierung im linken visuellen Cortex.

Praktischer Teil 41

Abbildung 2.19: Zeitverlauf der Aktivität der siebten Komponente. Die roten Pfeile markieren die Aktivität der Komponente zum Zeitpunkt der Stimulierung durch das Paradigma. Die blauen Pfeile markieren die Startpunkte des fingertappings.

Abbildung 2.20: Fouriertransformation des Frequenzspektrums für die siebte Komponente.

Komponente 12

Die zwölfte Komponente gibt 3,5 % der erklärten Varianz wieder (2,2 % der gesamten Varianz). In Abbildung 2.21 Nachweis einer Aktivität im Bereich des rechten visuellen Cortex. Zu Beginn der Messung und zu den Zeitpunkten t1 = 60 s, t2 = 120 s und t₃ = 180 s (markiert durch die Pfeile in Abb. 2.22) zeigt sich eine Aktivierung im Zeitverlauf der mit der Stimulierung der rechten Sehrinde zusammenfällt. In Abbildung 2.23 in der Fourieranalyse zeigt sich eine Frequenzspitze von weniger als 0,02 Hz, passend zum Ablauf des Paradigmas. Neben diesen Peak lassen sich wieder Frequenzspitzen finden, die als Vielfache der Grundfrequenz anzusehen sind.

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Abbildung 2.21: Die 12. Komponente zeigt eine Aktivierung im rechten visuellen Cortex.

Abbildung 2.22: Zeitverlauf der 12. Komponente. Die Pfeile markieren sowohl die Aktivität zum Zeitpunkt der Stimulierung des visuellen Cortex als auch die Startpunkte des fingertappings.

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Komponente 13

Die 13. Komponente gibt 3,4 % der erklärten Varianz wieder, entsprechend 2,2 % der gesamten Varianz. Eine Vorgabe an den Probanden bestand darin immer dann, wenn auf der linken Gesichtshälfte das Schachbrettmuster gezeigt wurde, ein fingertapping mit der rechten Hand für 30 s durchzuführen. Die 13. Komponente zeigt eine Aktivität im bilateralen sensomotorischen Cortex (Abb. 2.24). Im Zeitverlauf in Abbildung 2.25 lässt sich kein direkter Zusammenhang mit dem Paradigma finden. Die Fourieranalyse in Abbildung 2.26 zeigt mehrere Peaks, die als Vielfache der Grundfrequenz von etwas weniger als 0,02 Hz anzusehen sind und eine Verbindung zu der errechnenden Frequenz des Motorcortex-Stimulus von 0.017 Hz zulassen.

Abbildung 2.24: Die 13. Komponente zeigt eine Aktivität im bilateralen sensomotorischen Cortex.

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Abbildung 2.25: Zeitverlauf der Aktivität der 13. Komponente. Die blauen Pfeile markieren die Startpunkte des fingertappings.

Abbildung 2.26: Fouriertransformation des Frequenzspektrums für die 13. Komponente.

Komponente 19

Die 19. Komponente zeigt 3,0 % der erklärten Varianz, dies entspricht 1,95 % der gesamten Varianz. In Abbildung 2.27 ist eine Aktivität im Bereich des linken lateralen frontalen Cortex zu erkennen. Außerdem findet sich eine geringere rechts frontale und in den superioren Schichten medial gelegene frontale Aktivität im Bereich des Supplementär Motorischen Areals (SMA). Jedoch lässt sich auch hier im Zeitverlauf in Abbildung 2.28 kein direkter Zusammenhang mit dem fingertapping des Probanden erkennen. Die Fouriertransformation in Abbildung 2.29 zeigt, dass das Frequenz-spektrum der Komponente aus fünf großen Anteilen besteht. Zwei Frequenzspitzen zeigen eine Frequenz von weniger als 0,02 Hz, die also einen Zusammenhang mit dem motorischen Anteil des Paradigmas aufweisen können. Die weiteren Frequenzspitzen sind als Vielfache der Grundschwingung anzusehen.

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Abbildung 2.27: Die 19. Komponente zeigt eine Aktivierung des linken lateralen frontalen Cortex, außerdem eine geringe rechts frontale und in den superioren Schichten mediale gelegene frontale Aktivität des SMA.

Abbildung 2.28: Zeitverlauf der Aktivität der 19. Komponente. Die Pfeile markieren sowohl die Startpunkte des fingertappings als auch die Stimulierung des linken Gesichtsfeldes.

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Abbildung 2.29: Fouriertransformation des Frequenzspektrums für die 19. Komponente.

Proband b

Es werden die Eigenspektrum-Analyse und 3 Komponenten vorgestellt.

Die Eigenspektrum-Analyse in Abbildung 2.30 zeigt die PCA Vorauswertung der Daten. MELODIC fand insgesamt 29 Komponenten. In Verbindung mit dem Paradigma stehen die Komponenten 2, 3 und 14.

Eigenspektrum Analyse

Abbildung 2.30: Eigenspektrum-Analyse der Principal Component Analysis

Komponenten Komponente 2

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Cortex auch eine Aktivität des Frontalhirns und im medialen Bereich der superioren Schichten. Der Zeitverlauf in Abbildung 2.32 lässt den Zusammenhang mit dem Paradigma schlecht erkennen. Jeweils zu den Zeitpunkten t1 = 30 s, t2 = 90 s, t3 = 150 s und t4 = 210 s wurde der linke visuelle Cortex stimuliert (Abb. 2.32). In der Fourier-transformation zeigt sich, dass die Komponente fast ausschließlich mit einem isolierten Frequenzspektrum von weniger als 0,02 Hz schwingt (durch den Pfeil in Abb. 2.33 markiert) und lässt daher eine Verbindung zu dem errechneten Frequenzbereich von 0,017 Hz für das Schachbrettmuster respektive den motorischen Stimulus zu.

Abbildung 2.31: Die 19. Komponente zeigt eine Aktivierung des visuellen Cortex, des Frontalhirns, sowie des medialen Cortex in den superioren Schichten.

Praktischer Teil 48

Abbildung 2.32: Zeitverlauf der Aktivität der zweiten Komponente. Die Pfeile markieren die Aktivität der Komponente zum Zeitpunkt der Stimulierung durch das Paradigma.

Abbildung 2.33: Fouriertransformation des Frequenzspektrums für die zweite Komponente.

Komponente 3

Bedingt durch den Aufbau des Paradigmas sollte eine Aktivierung des Motorcortex in den Komponenten zu finden sein. Komponente 3 zeigt eine motorische Aktivität bitemporal im Bereich des motorischen Cortex (Abb. 2.34). Jedoch findet sich auch eine Aktivität im Bereich der Liquorräume, des Interhemisphärenspaltes, des Spaltes zwischen Frontal- und Temporallappen sowie den Außenrändern des Gehirns. Daher könnte diese Komponente möglicherweise auch ein Bewegungsartefakt darstellen. Der Zeitverlauf in Abbildung 2.35 lässt keinen Zusammenhang zu einer bestimmten Modalität des Paradigmas erkennen. Die Fouriertransformation in Abbildung 2.36 zeigt einen großen Peak der Komponente im Bereich des Frequenzbandes von weniger als 0,02 Hz (markiert durch einen Pfeil in Abb. 2.36) und zeichnet sie als niederfrequente Komponente aus, die in Beziehung zu dem optischen respektive motorischen Anteil des Paradigmas steht.

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Abbildung 2.34: Aktivitätsmuster des Cortex für die dritte Komponente.

Abbildung 2.35: Zeitverlauf der Aktivität der dritten Komponente. Die Pfeile markieren sowohl die Startpunkte des fingertappings als auch den Beginn der Stimulierung des linken Gesichtsfeldes durch die optische Stimulierung.

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Abbildung 2.36: Fouriertransformation des Frequenzspektrums für die 3. Komponente.

Komponente 14

Die 14. Komponente gibt 3,4 % der erklärten Varianz wieder. Dies entspricht 2,2 % der gesamten Varianz. Das Aktivitätsmuster in Abbildung 2.37 zeigt eine scharf abgrenzbare Aktivität im Bereich des rechten visuellen Cortex. Zu Beginn der Messung und nach t1 = 60 s, t2 = 120 s und t3 = 180 s wurde der rechte visuelle Cortex stimuliert (markiert durch die Pfeile in Abb. 2.38). Im Zeitverlauf finden sich dementsprechend Aktivierungen die mit der Stimulierung durch den visuellen Aspekt des Paradigmas zusammenfallen. In der Fouriertransformation in Abbildung 2.39 zeigt sich ein solitärer Peak im Frequenzbereich von weniger als 0,02 Hz, der einen Zusammenhang mit der errechneten Frequenz des optischen Reizes von 0,017 Hz aufweist.

Praktischer Teil 51

Abbildung 2.37: Die 14. Komponente zeigt eine Aktivierung des rechten visuellen Cortex.

Abbildung 2.38: Zeitverlauf der Aktivität der 14. Komponente. Die Pfeile geben die Zeitpunkte der Stimulierung der Sehrinde durch das Paradigma an.

Abbildung 2.39: Fouriertransformation des Frequenzspektrums für die 14. Komponente.

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