Veränderung der elektrischen Hirnaktivität während Vigilanzuntersuchungen im Hinblick auf unterschiedliche motivationale Testbedingungen

Einleitung und Methode: Tagesschläfrigkeit und Vigilanzminderung werden im Schlafmedizinischen Zentrum der Philipps-Universität Marburg mit Hilfe des in Marburg entwickelten Vierfachwahl-Reaktionszeit-Test VigiMar und des pupillo-graphischen Schläfrigkeitstests PST objektiviert. Wir untersuchten...

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Main Author: Saßmannshausen, Christina
Contributors: Koehler, Ulrich (Prof. Dr.) (Thesis advisor)
Format: Dissertation
Language:German
Published: Philipps-Universität Marburg 2018
Innere Medizin
Subjects:
PST
EEG
Online Access:PDF Full Text
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Description
Summary:Einleitung und Methode: Tagesschläfrigkeit und Vigilanzminderung werden im Schlafmedizinischen Zentrum der Philipps-Universität Marburg mit Hilfe des in Marburg entwickelten Vierfachwahl-Reaktionszeit-Test VigiMar und des pupillo-graphischen Schläfrigkeitstests PST objektiviert. Wir untersuchten beide Vigilanztests auf hirnelektrische Korrelate von Vigilanzminderung und Schläfrigkeit mit Hilfe von EEG-Messungen. Des Weiteren wurde untersucht, inwiefern sich unterschiedlich hohe Motivation in den EEG-Aufzeichnungen widerspiegelt. Zudem wurden hirnelektrische Aktivität in der Nacht und Testleistungen am nächsten Tag in Bezug gesetzt. In dem Zeitraum von Oktober 2012 bis September 2013 führten wir bei 20 gesunden studentischen Mitarbeitern des Schlafmedizinischen Zentrums nach Arbeitsnächten mit moderatem Schlafentzug (mittlere Schlafdauer 2,25 Stunden) während der Durchführung des VigiMar und des PSTs EEG-Aufzeichnungen durch. Jeder Proband wurde zweimal getestet: einmal unter der Testbedingung „Belohnung“, einmal unter der Testbedingung „Teilnahme“. Belohnung bedeutete, dass je nach Wachheit in den Tests bis zu 400 € ausgezahlt wurden. Unter der Testbedingung „Teilnahme“ erfolgte lediglich eine pauschale Vergütung von € 25 unabhängig von den Testergebnissen. Aus den EEG-Aufzeichnungen wurde die relative und absolute Power innerhalb der Frequenzbänder Delta (0,5 – 4,0 Hz), Theta (4,0 – 8,0 Hz), Alpha (8,0 – 13 Hz), Beta (13 – 30 Hz) und Gamma (30 – 70 Hz) berechnet. Außerdem wurde die Total Power der einzelnen Bänder bestimmt. Ergebnisse: Hohe Alpha und Theta-Aktivität während des VigiMars gingen mit langsameren Reaktionszeiten, also niedrigerer Vigilanz einher. Hohe Total-Power, Delta-, Beta-, und Gamma-Aktivität gingen dagegen mit kürzeren Reaktionszeiten, also höherer Vigilanz einher. Der Zusammenhang zwischen hoher Beta- und Gamma- Aktivität und Vigilanz zeigte sich stärker unter Belohnungsbedingung als unter Teilnahmebedingung. Im PST zeigten sich nicht so klare Zusammenhänge, aber eine hohe Total Power sowie eine hohe okzipitale Beta- und Gamma-Aktivität korrespondierten auch in diesem Test mit einem geringeren Pupillenunruheindex (PUI), also höherer Vigilanz. Auf hohe Beta-Aktivität in der Nacht folgten am nächsten Morgen längere Reaktionszeiten im VigiMar. Hohe nächtliche Delta-Aktivität korrespondierte mit besseren Testleistungen. Für den PST zeigten sich ähnliche Zusammenhänge nur unter Belohnungs-bedingungen: Erhöhte nächtliche Beta- und Gamma-Aktivität gingen mit höherem PUI, also niedrigerer Vigilanz einher. Auf hohe nächtliche Delta- und Theta-Aktivität folgte ein niedrigerer PUI, also eine höhere Vigilanz. Diskussion: Für die hirnelektrische Aktivität während des VigiMars zeigten sich plausible, mit der Literatur für ähnliche Testverfahren übereinstimmende Ergebnisse. Mit Wachheit assoziierte Frequenzbänder (Beta und Gamma) korrespondierten mit guten Testergebnissen, Alpha (entspannte Wachheit) und Theta-Aktivität (Übergang Richtung Schlaf) weisen auf schlechte Testergebnisse hin. Die für den PUI in dieser Studie erstmals aufgezeigten ähnlichen Zusammenhänge mit dem Beta- und Gamma-Band weisen in eine ähnliche Richtung, sind aber nicht ganz so robust. Auch die nach unserem Wissen erstmals in dieser Studie erfassten Zusammenhänge zwischen EEG-Frequenzbändern in nächtlichen Kurzschlafphasen und Vigilanztestergebnissen am nächsten Morgen sind augenscheinvalide. Hohe nächtliche Beta-Aktivität, die für Wachheit spricht, wird von schlechteren Testergebnissen gefolgt. Bessere Testergebnisse gehen mit höherer tiefschlafassoziierte Delta-Aktivität einher. Für den PST zeigen sich wiederum ähnliche Ergebnisse, die allerdings nur unter Belohnungs-bedingungen statistische Bedeutsamkeit erreichen. Die weniger deutlichen Ergebnisse des PST können der kürzeren Testzeit (11 vs. 90 Minuten, damit kleinere Datenbasis der Powerspektren) geschuldet sein oder dafür sprechen, dass Ergebnisse des VgiMar besser mit EEG-Indikatoren der Wachheit zusammenhängen. Die Ergebnisse dieser Untersuchung können als „Proof of Concept“ für den VigiMar und eingeschränkt für den PST bewertet werden, da hirnelektrische Aktivität während der Tests mit der in der vorherge- henden Kurzschlafphase und mit den Testergebnissen in physiologisch zu erwartender Weise zusammenhängen.
Physical Description:123 pages.
DOI:https://doi.org/10.17192/z2018.0420