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Steady State Topography Die SST ist eine vom australischen Hirnforscher Richard Silberstein entwickelte Methode zur Mess

Steady State Topography

Die Steady State Topography (SST) ist eine vom australischen Hirnforscher Richard Silberstein entwickelte Methode zur Messung der menschlichen Hirnaktivität. Das Verfahren versteht sich als eine Weiterentwicklung des Elektroenzephalogramms (EEG).

Verfahren Bearbeiten

Nicht-invasive Messungen menschlicher Gehirnaktivität zeichnen entweder fortlaufende Spontanaktivität des Gehirns auf (ebenfalls Elektroenzephalogramm, EEG) oder ereigniskorrelierte Aktivität, bei welcher die Veränderung kortikaler Aktivität mit einem sensorischen oder kognitiven Ereignis assoziiert ist (ereigniskorreliertes Potential, EKP). SST basiert auf der Messung von EKPs. Zur Erhebung der Daten trägt die Untersuchungsperson eine Elektrodenkappe (SST-Headset), und eine Spezialbrille (SST-Visor). Entsprechend gängiger EEG-Praktiken sind die Elektroden an standardisierten Positionen am Kopf angebracht, um eine Vergleichbarkeit der Ergebnisse zu garantieren. Basierend auf den Prinzipien der EEG-Methode erfasst eine Messung elektrische Veränderungen in der untersuchten Gehirnregion, da selbst Prozesse, die weit im Inneren des Gehirns ablaufen, an der Kopf-Oberfläche reflektiert werden. Durch Aktivitätsveränderungen in einer bestimmten Gehirnregion lassen sich so z. B. Rückschlüsse ziehen, ob ein bestimmter Reiz eine Funktion im Gehirn aktiviert.

Messmethodik Bearbeiten

Im Kern der Messung steht ein schwacher fortwährender oszillierender Reiz, der während der Messung mit Hilfe des SST-Visors in der Peripherie des Gesichtsfeldes präsentiert wird. Dieser kontinuierlich flackernde Lichtreiz löst eine rhythmische sinusförmige Gehirnantwort aus, welche als ‘steady-state visually evoked potential’ (SSVEP) bezeichnet wird. Kennzeichnend für das Steady State Potential ist seine charakteristische Amplitude sowie der Phasenunterschied zwischen dem Stimulus und dem SSVEP. Unterschiedliche Ausprägungen des Phasenunterschiedes spiegeln verschiedene Latenzzeiten zwischen dem SSVEP und dem visuellen Stimulus wider. Diese Latenzzeiten werden mit einer verkürzten oder verlängerten synaptischen Transmission aufgrund Hemmungs- und Erregungsprozessen assoziiert. Während eine Latenzzeitverringerung einen Anstieg synaptischer Erregung (bzw. eine Reduktion synaptischer Hemmung) anzeigt, deutet eine Latenzzeitvergrößerung auf eine Verringerung synaptischer Erregung. Dies ermöglicht eine auf neuronaler Verarbeitungsgeschwindigkeit basierende Analyse der Gehirnaktivität als Alternative zur herkömmlichen Analyse der EEG-Daten, bei welcher die gemessenen Amplituden als Indikatoren menschlicher Gehirnaktivität genutzt werden. Der Nutzen der Methode sowohl für die kognitiven Neurowissenschaften als auch für neuronale Kommunikationsforschung ergibt sich vor allem durch drei Eigenschaften:

Anwendungsgebiete Bearbeiten

Die SST-Methode ist in der Lage, die Gehirnaktivitäten in den zu untersuchenden Hirnbereichen millisekundengenau zu erfassen, was einen großen Nutzen im Rahmen neurologischer Untersuchungen mit sich zieht. SST kommt in zahlreichen Bereichen klinischer Forschung zur Verwendung. Anwendungsbereiche umfassen dabei einerseits kognitive Funktionen des Gehirns wie z. B. Aufmerksamkeit, akustische Wahrnehmung, Gedächtnis oder auch Grundlagen der Entscheidungsfindung und emotionale Prozesse. Gleichsam empfiehlt sich die Methodik auch um Fehlfunktionen des Gehirns zu untersuchen, beispielsweise bei Schizophrenie, ADHS oder infolge des Einflusses von Drogen.
SST wird außerdem zur Erforschung verschiedener Kommunikationsphänomene eingesetzt. Der Schwerpunkt dabei liegt im Bereich Neuromarketing sowie der neuronalen Marktforschung, wo SST in Studien der Werbewirkungsforschung eingesetzt wird. Das Verfahren bietet die Möglichkeit, Werbemittel und deren Platzierung detailliert zu beleuchten und kann dazu beizutragen, Veränderungen im Kaufverhalten zu erklären.

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. ↑ R. B. Silberstein, M. A. Schier, A. Pipingas, J. Ciorciari, S. R. Wood, D. G. Simpson: Steady state visually evoked potential topography associated with a visual vigilance task. In: Brain Topography. 3, 1990, S. 337–347.
  2. ↑ R. B. Silberstein: Steady state visually evoked potentials, brain resonances and cognitive processes. In: P. L. Nunez: Neocortical dynamics and human EEG rhythms. Oxford University Press. New York 1995, S. 272–303.
  3. ↑ R. B. Silberstein, M. A. Farrow, F. Levy, A. Pipingas, D. A. Hay, F. C. Jarman: Functional brain electrical; activity mapping in boys with attention deficit hyperactivity disorder. In: Archives of General Psychiatry. 55, 1998, S. 1105–1112.
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  15. A. H. Kemp, M. A. Gray, P. Eide, R. B. Silberstein, P. J. Nathan: Steady-state visually evoked potential topography during processing of emotional valence in healthy subjects In: Neuroimage. 17, 2002, S. 1684–1692.
  16. A. Kemp, M. Gray, R. B. Silberstein, P. J. Nathan: Augmentation of serotonin enhances pleasant and suppresses unpleasant electrophysiological responses to visual emotional stimuli. In: Neuroimage. 22, 2004, S. 1084–1096.
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  19. J. R. Rossiter, R. B. Silberstein, P. G. Harris, G. Nield: Brain-imaging detection of visual scene encoding in long-term memory for TV commercials. In: Journal of Advertising Research. 41, 2001, S. 13–21.
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Veröffentlichungsdatum:
Die Steady State Topography SST ist eine vom australischen Hirnforscher Richard Silberstein entwickelte Methode zur Messung der menschlichen Hirnaktivitat 1 Das Verfahren versteht sich als eine Weiterentwicklung des Elektroenzephalogramms EEG Inhaltsverzeichnis 1 Verfahren 2 Messmethodik 3 Anwendungsgebiete 4 EinzelnachweiseVerfahren BearbeitenNicht invasive Messungen menschlicher Gehirnaktivitat zeichnen entweder fortlaufende Spontanaktivitat des Gehirns auf ebenfalls Elektroenzephalogramm EEG oder ereigniskorrelierte Aktivitat bei welcher die Veranderung kortikaler Aktivitat mit einem sensorischen oder kognitiven Ereignis assoziiert ist ereigniskorreliertes Potential EKP SST basiert auf der Messung von EKPs Zur Erhebung der Daten tragt die Untersuchungsperson eine Elektrodenkappe SST Headset und eine Spezialbrille SST Visor Entsprechend gangiger EEG Praktiken sind die Elektroden an standardisierten Positionen am Kopf angebracht um eine Vergleichbarkeit der Ergebnisse zu garantieren Basierend auf den Prinzipien der EEG Methode erfasst eine Messung elektrische Veranderungen in der untersuchten Gehirnregion da selbst Prozesse die weit im Inneren des Gehirns ablaufen an der Kopf Oberflache reflektiert werden Durch Aktivitatsveranderungen in einer bestimmten Gehirnregion lassen sich so z B Ruckschlusse ziehen ob ein bestimmter Reiz eine Funktion im Gehirn aktiviert Messmethodik BearbeitenIm Kern der Messung steht ein schwacher fortwahrender oszillierender Reiz der wahrend der Messung mit Hilfe des SST Visors in der Peripherie des Gesichtsfeldes prasentiert wird 2 3 Dieser kontinuierlich flackernde Lichtreiz lost eine rhythmische sinusformige Gehirnantwort aus welche als steady state visually evoked potential SSVEP bezeichnet wird 4 5 Kennzeichnend fur das Steady State Potential ist seine charakteristische Amplitude sowie der Phasenunterschied zwischen dem Stimulus und dem SSVEP Unterschiedliche Auspragungen des Phasenunterschiedes spiegeln verschiedene Latenzzeiten zwischen dem SSVEP und dem visuellen Stimulus wider Diese Latenzzeiten werden mit einer verkurzten oder verlangerten synaptischen Transmission aufgrund Hemmungs und Erregungsprozessen assoziiert Wahrend eine Latenzzeitverringerung einen Anstieg synaptischer Erregung bzw eine Reduktion synaptischer Hemmung anzeigt deutet eine Latenzzeitvergrosserung auf eine Verringerung synaptischer Erregung 6 Dies ermoglicht eine auf neuronaler Verarbeitungsgeschwindigkeit basierende Analyse der Gehirnaktivitat als Alternative zur herkommlichen Analyse der EEG Daten bei welcher die gemessenen Amplituden als Indikatoren menschlicher Gehirnaktivitat genutzt werden Der Nutzen der Methode sowohl fur die kognitiven Neurowissenschaften als auch fur neuronale Kommunikationsforschung ergibt sich vor allem durch drei Eigenschaften Hohe zeitliche Auflosung Das SST Verfahren ist in der Lage fortlaufend schnelle Anderungen der Gehirnaktivitat uber einen langeren Zeitraum aufzuzeichnen 2 Diese Eigenschaft ist von zentraler Bedeutung da sich die Auspragungen menschlicher Gehirnaktivitat in Bruchteilen einer Sekunde verandern konnen Hohes Signal Rausch Verhaltnis und Resistenz gegenuber Interferenzen und Rauschen Mittels SST Messungen kann ein hoher Grad an Interferenz und Rauschsignal toleriert werden welcher u a infolge von Muskelkontraktionen Kopf und Augenbewegungen verursacht werden kann 2 7 Ein Testdurchlauf trial pro Person ausreichend Aufgrund des hohen Signal Rausch Verhaltnisses ist es moglich mit Daten zu arbeiten welche durch nur einen Testdurchlauf pro Person gewonnen werden 1 In herkommlichen EEG Auswertungen ereigniskorrelierter Potentiale ist es durch ein starkeres Rauschsignal notwendig zahlreiche Testdurchlaufe einer einzelnen Person zu mitteln um ein adaquates Signal Rausch Verhaltnis und folglich hinreichend gute Datenqualitat zu erhalten Anwendungsgebiete BearbeitenDie SST Methode ist in der Lage die Gehirnaktivitaten in den zu untersuchenden Hirnbereichen millisekundengenau zu erfassen was einen grossen Nutzen im Rahmen neurologischer Untersuchungen mit sich zieht SST kommt in zahlreichen Bereichen klinischer Forschung zur Verwendung Anwendungsbereiche umfassen dabei einerseits kognitive Funktionen des Gehirns wie z B Aufmerksamkeit 1 8 akustische Wahrnehmung 9 Gedachtnis 10 11 12 13 oder auch Grundlagen der Entscheidungsfindung 14 und emotionale Prozesse 15 16 Gleichsam empfiehlt sich die Methodik auch um Fehlfunktionen des Gehirns zu untersuchen beispielsweise bei Schizophrenie 6 17 ADHS 3 oder infolge des Einflusses von Drogen 18 SST wird ausserdem zur Erforschung verschiedener Kommunikationsphanomene eingesetzt 19 20 Der Schwerpunkt dabei liegt im Bereich Neuromarketing sowie der neuronalen Marktforschung wo SST in Studien der Werbewirkungsforschung eingesetzt wird Das Verfahren bietet die Moglichkeit Werbemittel und deren Platzierung detailliert zu beleuchten und kann dazu beizutragen Veranderungen im Kaufverhalten zu erklaren 20 Einzelnachweise Bearbeiten a b c R B Silberstein M A Schier A Pipingas J Ciorciari S R Wood D G Simpson Steady state visually evoked potential topography associated with a visual vigilance task In Brain Topography 3 1990 S 337 347 a b c R B Silberstein Steady state visually evoked potentials brain resonances and cognitive processes In P L Nunez Neocortical dynamics and human EEG rhythms Oxford University Press New York 1995 S 272 303 a b R B Silberstein M A Farrow F Levy A Pipingas D A Hay F C Jarman Functional brain electrical activity mapping in boys with attention deficit hyperactivity disorder In Archives of General Psychiatry 55 1998 S 1105 1112 D Regan Human Brain Electrophysiology Evoked Potentials and Evoked Magnetic Fields in Science and Medicine Elsevier New York 1989 F Vialatte M Maurice J Dauwels A Cichocki Steady state visually evoked potentials Focus on essential paradigms and future perspectives In Prog Neurobiol 90 2010 S 418 438 a b R B Silberstein P Line A Pipingas D Copolov P Harris Steady state visually evoked potential topography during the continuous performance task in normal controls and schizophrenia In Clinical Neurophysiology 111 2000 S 850 857 M Gray A H Kemp R B Silberstein P J Nathan Cortical neurophysiology of anticipatory anxiety an investigation utilizing steady state probe topography SSPT In Neuroimage 20 2003 S 975 986 G Nield R B Silberstein A Pipingas D G Simpson G Burkitt Effects of visual vigilance task on gamma and alpha frequency range steady state potential SSVEP topography In Y Koga K Nagata H Hirata Hrsg Brain Topography Today Elsevier Science 1998 S 189 194 P G Harris R B Silberstein G E Nield A Pipingas Frontal lobe contributions to perception of rhythmic group structure An EEG investigation In Annals of the New York Academy of Sciences 930 2001 S 414 417 R B Silberstein P L Nunez A Pipingas P Harris F Danieli Steady state visually evoked potential SSVEP topography in a graded working memory task In International Journal of Psychophysiology 42 2001 S 125 138 K A Ellis R B Silberstein P J Nathan Exploring the temporal dynamics of the spatial working memory n back task using steady state visual evoked potentials SSVEP In Neuroimage 31 2006 S 1741 1751 R B Silberstein P G Harris G A Nield A Pipingas Frontal steady state potential changes predict long term recognition memory performance In International Journal of Psychophysiology 39 2000 S 79 85 H Macpherson A Pipingas R B Silberstein A steady state visually evoked potential investigation of memory and ageing In Brain and Cognition 69 2009 S 571 579 R B Silberstein J Ciorciari A Pipingas Steady state visually evoked potential topography during the Wisconsin card sorting test EEG and Clin In Neurophysiol 96 1995 S 24 35 A H Kemp M A Gray P Eide R B Silberstein P J Nathan Steady state visually evoked potential topography during processing of emotional valence in healthy subjects In Neuroimage 17 2002 S 1684 1692 A Kemp M Gray R B Silberstein P J Nathan Augmentation of serotonin enhances pleasant and suppresses unpleasant electrophysiological responses to visual emotional stimuli In Neuroimage 22 2004 S 1084 1096 P Line R B Silberstein J J Wright D Copolov Steady State Visually Evoked Potential Correlates of Auditory Hallucinations in Schizophrenia In Neuroimage 8 1998 S 370 376 J Thompson C Stough K Tzambazis K Nagata R B Silberstein The effects of nicotine on the 13Hz steady state visually evoked potential In Clinical Neurophysiology 111 2000 S 1589 1595 J R Rossiter R B Silberstein P G Harris G Nield Brain imaging detection of visual scene encoding in long term memory for TV commercials In Journal of Advertising Research 41 2001 S 13 21 a b R B Silberstein G E Nield Brain activity correlates of consumer brand choice shift associated with television advertising In Int Journal of Advertising 27 2008 S 359 380 Dieser Artikel behandelt ein Gesundheitsthema Er dient nicht der Selbstdiagnose und ersetzt nicht eine Diagnose durch einen 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