Elekta MAGNETOENZEPHALOGRAPH (MEG)

Universität Salzburg

Salzburg | Website

Großgerät

Kurzbeschreibung

Die Magnetoenzephalographie (MEG) ist eine neurowissenschaftliche Technik mittels der Gehirnaktivität noninvasiv mit zeitlich hoher Auflösung erfasst werden kann. Analog wie EEG ist das zugrundeliegende Signal direkt auf neuronale Aktivität zurückzuführen.
Im Unterschied jedoch zum EEG misst das MEG (extrem schwache) Veränderungen des Magnetfeldes an der Kopfoberfläche. Um dies zu erreichen sind neben einer aufwändigen magnetischen Abschirmung, der Einsatz supraleitender Sensoren (sog. SQUIDs) notwendig. Um den supraleitenden Zustand aufrecht zu erhalten ist eine Kühlung mittels flüssigem Helium notwendig.
Das am MEG-Labor des CCNS verfügbare TRIUX System von Elekta verfügt über insgsamt 306 Sensoren (102 Magnetometer und 204 Gradiometer) die das Signal von insgesamt 102 Positionen abgreifen. Bei Bedarf kann die Ableitung um 128 EEG Elektroden erweitert werden. Die Abtastrate des Gerätes beträgt bis zu max. 10kHz.
Das Labor wird von Partnern der CDK v.a. klinisch (vorwiegend zur Epilepsiediagnostik) und von Forscher/innen der PLUS im Rahmen kognitiv neurowissenschaftlicher Studien eingesetzt. Für den letzteren Bereich erlaubt eine breite Palette modernster Stimulationsgeräte (u.a. visuell, auditorisch, somatosensorisch) experimentelle Vielfalt und Flexibilität. Eine Besondernheit sind desweiteren zwei simultan steuerbare Geräte zur transkraniellen elektrischen Hirnstimulation, deren Wirkung man "online" mittels MEG untersuchen kann. Das TRIUX System wurde mit einem geschlossenem System zur Helium-Wiedergewinnung installiert, was neben den Kosten auch Zeit erspart indem die wöchentlichen "Refills" entfallen.

Ansprechperson

Prof. Dr. Nathan Weisz

Research Services

Die Core Facility MEG unterstützt alle Interessent/innen der Salzburger neurowissenschaftlichen Community dabei MEG Studien auf internationalem Top-Niveau durchzuführen. Neben der Bereitstellung des Labors gehört dazu das Trainieren von Usern, Beratung u.a.: a) beim Design, b) bei der Implementierung mittels der Psychophysics Toolbox, c) dem Testen der Experientalskripte (u.a. Triggering und Timing) und d) bei der Auswertung. Bzgl. Letzterem stellt das Team der Core Facility regelmäßig gepflegte und getestete Fieldtrip-basierte Analysepipelines zur Verfügung.

Methoden & Expertise zur Forschungsinfrastruktur

Ein wesentlicher Vorteil dieser Technik ist, dass das Magnetfeld, anders als beim EEG, die zwischenliegenden Schichten (z.B. Schädel, Skalp) unverzerrt durchdringt. Dies bringt i.d.R. ein "saubereres" Signal (besseres SNR) und eine einfachere Handhabung der Modellierung zugrundeliegender Generatoren mit sich. Somit ist neben der zeitlich hohen Auflösung eine für viele Zwecke zufriedenstellende räumliche Auflösung (theoretisch ~1mm) möglich.
Das Elekta TRIUX Gerät erlaubt die Durchführung von Untersuchungen bei denen neuronale Aktivität mit hoher zeitlicher Auflösung (aktuell bis max. 10kHz) abgeleitet werden muss. Dies ist in vielen neurokognitiven sowie klinischen Fragestellungen von hoher Relevant.
Neben der Betrachtung "evozierter" Hirnantworten ist ein genaues Timing auch nötig um oszillatorische Aktivität auf unterschiedlichen zeitlichen Skalen aufzulösen. Der Einsatz moderner inverser Verfahren (i.d.R. in Kombination mit einem strukturellen MRI) erlaubt Rückschlusse auf (wahrscheinliche) Generatoren. Zusammen mit Verfahren zur Erfassung der Interaktion zwischen diesen Generatoren lässt sich neuronale Netzwerkdynamik mit raum-zeitlich hoher Auflösung untersuchen. Dieser Zugang erhält in den Neurowissenschaften eine immer bedeutendere Stellung.

Zuordnung zur Core Facility

Cognitive Neuroscience

Bitte um Kontaktaufnahmen mit dem Forschungsservice der Universität Salzburg (technologie@sbg.ac.at) oder mit der/dem FI-Verantwortlichen
Fachbereich Psychologie, Universität Salzburg
Fachbereich Linguistik, Universität Salzburg
Fachbereich Zellbiologie, Universität Salzburg
Fachbereich Molekulare Biologie, Universität Salzburg
Christian-Doppler Klinik (CDK), Salzburg
MED-EL Elektromedizinische Geräte Gesellschaft m.b.H.
Win2Con - Brain-state dependent perception: finding the windows to consciousness
2015-2017
Weisz, N.
ERC - European Research Council
http://fodok.uni-salzburg.at/pls/portal/nav.show?x=&format=full_projekt&object=80357&lang=158
Faith and oscillations recovered: On analyzing EEG/MEG signals during tACS
2017
Neuling, T., Ruhnau, P., Weisz, N., Herrmann, C.S. &, Demarchi, G.
NeuroImage, 147, 960-963
http://dx.doi.org/10.1016/j.neuroimage.2016.11.022

Interpretability of Multivariate Brain Maps in Linear Brain Decoding: Definition, and Heuristic Quantification in Multivariate Analysis of MEG Time-Locked Effects
2017
Kia, S. M., Vega-Pons, S., Weisz, N., & Passerini, A.
Frontiers in Neuroscience, 10(619)
http://dx.doi.org/10.1093/cercor/bhw138

The Tactile Window to Consciousness is Characterized by Frequency-specific Integration and Segregation of the Primary Somatosensory Cortex
2016
Frey, J., Ruhnau, P., Leske, S., Siegel, M., Braun, C., & Weisz, N.
Scientific Reports, 6: 20805
http://dx.doi.org/10.1038/srep20805

Limbic areas are functionally decoupled and visual cortex takes a more central role during fear conditioning in humans
2016
Lithari, C., Moratti, S., & Weisz, N.
Scientific Reports, 6: 29220
http://dx.doi.org/10.1038/srep29220

Large-scale network-level processes during entrainment
2016
Lithari C., Sanchez-Garcia, C., Ruhnau, P., & Weisz, N.
Brain Research, 1635, 143–152
http://dx.doi.org/10.1016/j.brainres.2016.01.043

Flicker-Driven Responses in Visual Cortex Change during Matched-Frequency Transcranial Alternating Current Stimulation
2016
Ruhnau, P., Keitel, C., Lithari, C., Weisz, N., & Neuling, T.
Frontiers in Human Neuroscience, 10: 184
http://dx.doi.org/10.3389/fnhum.2016.00184

Eyes wide shut: Transcranial alternating current stimulation drives alpha rhythm in a state dependent manner
2016
Ruhnau, P., Neuling, T., Fusca, M., Herrmann, C.S., Demarchi, G., & Weisz, N.
Scientific Reports, 6: 27138
http://dx.doi.org/10.1038/srep27138

Cross-modal distractors modulate oscillatory alpha power: the neural basis of impaired task performance
2016
Weise, A., Hartmann, T., Schröger, E., Weisz, N., & Ruhnau, P.
Psychophysiology, 53(11), 1651–1659
http://dx.doi.org/10.1111/psyp.12733

Alpha suppression and connectivity modulations in left temporal and parietal cortices index partial awareness of words
2016
Magazzini, L., Ruhnau, P., & Weisz, N.
NeuroImage, 133, 279-287
http://dx.doi.org/10.1016/j.neuroimage.2016.03.025

Spatially resolved time-frequency analysis of odour coding in the insect antennal lobe
2016
Paoli, M., Weisz, N., Antolini, R., & Haase, A.
European Journal of Neuroscience, 44(6), 2387-2395
http://dx.doi.org/10.1111/ejn.13344

Beta Band Modulations underlie Action Representations for Movement Planning
2016
Turella, L., Tucciarelli, R., Oosterhof, N.N., Weisz, N., Rumiati, R., & Lingnau, A.
Neuroimage, 136, 197–207
http://dx.doi.org/10.1016/j.neuroimage.2016.05.027

Temporal integration windows in neural processing and perception aligned to saccadic eye movements
2016
Wutz, A., Muschter, E., van Koningsbruggen, M.G., Weisz, N., & Melcher, D.
Current Biology, 26, 1659–1668
http://dx.doi.org/10.1016/j.cub.2016.04.070