Effekte der Phasen von Beta-Oszillationen auf die Erregbarkeit des Motorkortex beim Menschen: Eine EEG-TMS-Studie

Abstract

Beta-Oszillationen des sensorimotorischen Kortex werden mit der Modulation kortikospinaler Erregbarkeit und motorischer Kontrolle in Verbindung gebracht. Frühere Arbeiten deuteten darauf hin, dass die Phase laufender Beta-Oszillationen die Amplitude motorisch evozierter Potentiale (MEPs) beeinflussen könnte. Die Reproduzierbarkeit und methodische Robustheit dieser Befunde sind jedoch weiterhin Gegenstand wissenschaftlicher Diskussionen.

Ziel der vorliegenden Arbeit war die Untersuchung phasenabhängiger Effekte sensorimotorischer Beta-Oszillationen auf die kortikospinale Erregbarkeit mittels transkranieller Magnetstimulation (TMS) und Elektroenzephalographie (EEG). Besonderes Augenmerk lag dabei auf methodischen Einflussfaktoren der Echtzeit-Phasenschätzung sowie auf der Trennung periodischer und aperiodischer Signalanteile.

Hierzu wurden EEG-gesteuerte TMS-Messungen bei gesunden Probandinnen und Probanden durchgeführt. Die kortikospinale Erregbarkeit wurde anhand der durch TMS ausgelösten MEP-Amplituden untersucht und mit der jeweils geschätzten Phase sensorimotorischer Beta-Oszillationen in Beziehung gesetzt. Zusätzlich erfolgte eine Analyse aperiodischer Signalanteile des EEG-Spektrums.

Die Ergebnisse zeigten keine konsistenten Hinweise auf robuste phasenabhängige Modulationen der MEP-Amplituden durch sensorimotorische Beta-Oszillationen. Gleichzeitig ergaben sich Hinweise darauf, dass methodische Faktoren der Signalverarbeitung und Phasenschätzung erheblichen Einfluss auf entsprechende Analysen besitzen. Die Untersuchung der aperiodischen Signalanteile unterstreicht zudem die Bedeutung einer differenzierten Interpretation neuronaler Oszillationen über rein rhythmische Aktivität hinaus.

Die Arbeit trägt damit zu einem kritischeren Verständnis phasenabhängiger neuromodulatorischer Effekte bei und hebt die Relevanz methodischer Standards in der EEG-TMS-Forschung hervor.