Das WIN-Kolleg | 287

der linken Großhirnhälfte aufgezeichnet. Überraschenderweise zeigten die über
mehrere Versuchsdurchläufe gemittelten LFPs typischerweise eine deutliche Rich-
tungsabhängigkeit, sowohl während Bewegungen des kontralateralen, als auch des
ipsilateralen Armes (Abb. 1 C). Die Aktivität einzelner Neurone war ebenfalls rich-
tungsabhängig (Abb. 1 D), wie bereits aus vorhergehenden Studien (beispielsweise
Georgeopoulos et al. 82) bekannt ist.
Durch die Anwendung neuer mathematischer Verfahren aus dem Bereich der
Informatik gelang es uns, die gemessene Hirnaktivität zu dekodieren (d.h. zu ent-
schlüsseln) und somit die Bewegungsrichtung mit hoher Präzision und sogar
annähernd den kompletten zweidimensionalen Bewegungsverlauf vorherzusagen
(Abb. 2). Die Vorhersage mit Hilfe von lokalen Feldpotentialen war dabei ähnlich
genau wie diejenige mit Hilfe der Einzelzellsignale. Beide zusammen genommen lie-
ferten sogar em noch besseres Ergebnis.
Angesichts der Schwierigkeit, stabile Langzeitmessungen von Einzelzellsigna-
len durchzuführen, lautet eine wichtige Schlussfolgerung aus unseren Ergebnissen,
dass lokale Feldpotentiale em attraktives alternatives Signal zur Ansteuerung neuro-
naler Prothesen darstellen.


Abbildung 1:
(A, B) Experimenteller Aufbau (veränderte Abbildung aus Donchin et al. 1998). Die Affen hielten
zwei Manipulanda in der rechten und der linken Hand und steuerten damit zwei Cursor auf einem
Bildschirm. Nach einem visuellen Signal musste entweder der rechte oder der linke Arm in eine
von acht Richtungen (alle 45°) bewegt werden, um einen der Cursor zu einem der acht, auf einem
Kreis angeordneten, Zielpunkte zu bewegen. Die Experimente wurden durchgeführt von Simone
Cardoso de Oliveira und Eilon Vaadia an der Hebrew University, Jerusalem (Israel). (C, D) Rich-
tungsabhängigkeit eines lokalen Feldpotentials und eines Neurons im motorischen Areal der
Großhirnrinde des Affens. (C) Mittleres lokales Feldpotential farbkodiert als Funktion der Zeit
und der Bewegunsrichtung während Bewegungen des kontralateralen (links) und des ipsilateralen
Armes (rechts). Die Bewegung beginnt bei t = 0 ms. (D) Richtungsabhängigkeit eines LFPs (grün)
und der Aktivität eines einzelnen Neurons (rot). Beide Signale wurden mit Hilfe der gleichen
Elektrode aufgezeichnet.