Praxisbuch Evozierte Potenziale E-Book

• Herausgeber: Thieme
• Kategorie: Fachliteratur
• Sprache: Deutsch

Seitenzahl: 356

Veröffentlichungsjahr: 2021

Beschreibung

Ideal zum schnellen Nachschlagen in der täglichen Praxis sowie zur Vorbereitung auf die Facharztprüfung und auf das Evozierte Potenziale-Zertifikat!

• Kurz und übersichtlich: die Grundlagen und wichtigen Kriterien für die Beurteilung und Befundung
• Ausführlich: die differenzialdiagnostische Auswertung der Befunde
• Umfassend: Beschreibung des diagnostischen Vorgehens bei verschiedenen Krankheitsbildern
• Praxisnah und anschaulich: zahlreiche lehrreiche Bildbeispiele

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Leseprobe

Praxisbuch Evozierte Potenziale

Grundlagen, Befundung, Beurteilung und differenzialdiagnostische Abgrenzung

Helmut Buchner

Joseph Claßen, Gabriel Curio, Andreas Ferbert, Walter F. Haupt, Martin Hecht, Ulrich Hegerl, Florian Heinen, Dieter Heuß, Erwin Kunesch, Ulf Linstedt, Klaus Lowitzsch, Volker Milnik, Volker Moshagen, Wolfgang Müller-Felber, Thomas Münte, Georg Neuloh, Walter Paulus, Oliver Pogarell, Jascha Rüsseler, Manfred Stöhr, Peter Schwenkreis, Martin Tegenthoff, Katharina Vill, Karl Wessel

2., unveränderte Auflage

114 Abbildungen

Vorwort

Die evozierten Potenziale sind fester Bestandteil der diagnostischen Methoden der klinischen Elektroneurophysiologie. Bei vielen diagnostischen und therapeutischen Entscheidungen liefern visuell, akustisch, somatosensorisch und magnetisch evozierte motorische Potenziale hilfreiche, teilweise wegweisende und auch entscheidende Befunde. Dabei liegt der Wert der evozierten Potenziale in der Messung von Funktionszuständen des peripheren und zentralen Nervensystems.

Während moderne Bildgebung sehr exakte anatomische und pathoanatomische Informationen liefert, geben die evozierten Potenziale Informationen über Funktionszusammenhänge, die der Bildgebung entgehen. Dies ist die Grundlage, auf der sich viele, mittlerweile klar umrissene Indikationen für die Untersuchungen mit den evozierten Potenzialen entwickelt haben.

Das neue „Praxisbuch Evozierte Potenziale“ ist eine Fortsetzung und grundsätzliche Überarbeitung des Buchs „Evozierte Potenziale, Neurovegetative Diagnostik, Okulographie – Methodik und klinische Anwendungen“ von 2005.

Das neue Buch konzentriert sich auf die evozierten Potenziale und ihre klinische Anwendung. Dabei werden aber die technischen und physiologischen Grundlagen nicht vergessen, sondern in angemessener Form zusammengefasst vermittelt.

Die Autoren haben sich bemüht, das aktuelle Wissen prägnant zusammenzufassen und in den krankheitsbezogenen Anwendungskapiteln die Indikation für den Einsatz der Methoden und die diagnostischen sowie therapeutischen Entscheidungsfindungen herauszuarbeiten. Das Buch richtet sich als Lehrbuch somit sowohl an den Anfänger als auch an den Erfahrenen, dem es dabei hilft, seine eigenen Befunde zu prüfen und zu interpretieren.

Der Herausgeber möchte den Autoren des Buches für ihre erneut konstruktive Arbeit danken. Ein Dank gilt im Weiteren den Mitarbeitern des Georg Thieme Verlags, hier insbesondere Frau Esmarch und Frau Engeli.

Recklinghausen, Sommer 2013

Helmut Buchner

Abkürzungen

A

AD

Alzheimer-Demenz

ADAS-cog

Alzheimer’s Disease Assessment Scale Cognition

ADCA

autosomal-dominante zerebelläre Ataxie

ADEM

akute disseminierte Enzephalomyelitis

ADHS

Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitäts-Syndrom

AEP

akustisch evozierte Potenziale

AIDP

akute inflammatorische demyelinisierende Polyneuropathie

ALS

amyotrophe Lateralsklerose

B

BERA

brainstem evoked response audiometry

BWK

Brustwirbelkörper

C

CCT

central conduction time

CI

Kochleaimplantat

CIDP

chronische inflammatorische demyelinisierende Polyneuropathie

CMAP

compound muscle action potential

CMRR

common mode rejection ratio

CMTX

X-chromosomal vererbte Charcot-Marie-Tooth-Krankheit

CNV

contingent negative variation

CT

Computertomografie/-gramm

D

dBHL

decibel normal hearing level

dBpeSPL

decibel peak equivalent sound pressure level

dBSL

decibel sensory level

dBSPL

decibel sound pressure level

DGKN

Deutsche Gesellschaft für klinische Neurophysiologie

DML

distale motorische Latenz

DRPLA

dentato-rubro-pallido-luysische Atrophie

E

EDSS

Expanded Disability Status Scale

EEG

Elektroenzephalografie/-gramm

EKG

Elektrokardiografie/-gramm

EKP

ereigniskorrelierte Potenziale

EMG

Elektromyografie/-gramm

EOG

Elektrookulografie/-gramm

EP

evozierte Potenziale

EPSP

exzitatorische postsynaptische Potenziale

ERG

Elektroretinografie/-gramm

ERN

error related negativity

F

FA

Friedreich-Ataxie

FARR

Friedreich-Ataxie mit erhaltenen Reflexen

fMRT

funktionelle Magnetresonanztomografie

FNTA

Fachverband Neurophysiologisch-Technischer Assistenten e.V.

G

GBS

Guillain-Barré-Syndrom

GCI

gliale zytoplasmatische Einschlusskörper

H

HFO

high frequency SEP oscillations

HMSN

hereditäre motorische und sensible Neuropathie

HNPP

hereditary neuropathy with liability to pressure palsies

HPF

Hochpassfilter

HSAN

hereditäre sensorisch-autonome Neuropathie

HSP

hereditäre spastische Paraplegie

HWK

Halswirbelkörper

I

IDCA

idiopathische zerebelläre Atrophie

IPSP

inhibitorische postsynaptische Potenziale

ISI

Interstimulus-Intervall

K

KML

kortikomuskuläre Leitungszeit

L

LAAEP

Lautstärkeabhängigkeit akustisch evozierter Potenziale

LORETA

low resolution electromagnetic tomography

LRS

Lese-Rechtschreib-Schwäche

LWK

Lendenwirbelkörper

M

MAD

mittlerer arterieller Druck

MEP

magnetisch evozierte motorische Potenziale

MGUS

monoclonal gammopathy of unknown significance

mMEP

muskuläre evozierte motorische Potenziale

MMN

mismatch negativity

MRT

Magnetresonanztomografie/-gramm

MS

multiple Sklerose

MSA

Multisystematrophie

MSA-C

Multisystematrophie vom zerebellären Typ

MSA-P

Multisystematrophie vom Parkinson-Typ

MSAP

Muskelsummenaktionspotenzial

MTA-F

Medizinisch technische Assistentin für Funktionsdiagnostik

N

Nd

negative displacement

NLG

Nervenleitgeschwindigkeit

O

OAE

otoakustische Emissionen

OPCA

olivopontozerebelläre Atrophie

P

PERG

pattern ERG, Musterelektroretinografie

PET

Positronenemissionstomografie

PML

periphere motorische Leitungszeit

PN

processing negativity

PNP

Polyneuropathie

PSP

progressive supranuclear palsy, progressive supranukleäre Blickparese

R

rCBF

regionaler zerebraler Blutfluss

rTMS

repetitive transkranielle Magnetstimulation

S

SCA

spinozerebelläre Atrophie

SEP

somatosensorisch evozierte Potenziale

SNAP

sensible Nervenaktionspotenziale

SPECT

single photon emission computed tomography, Einzelphotonen-Emissionscomputertomografie

SSRI

selective serotonin re-uptake inhibitors, selektive Serotonin-Wiederaufnahme-Hemmer

T

TEA

Thrombendarteriektomie

TIVA

totale intravenöse Anästhesie

TMS

transkranielle Magnetstimulation

TPF

Tiefpassfilter

TST

Triple-Stimulationstechnik

V

VEP

visuell evozierte Potenziale

Z

ZML

zentralmotorische Leitungszeit

ZNS

Zentralnervensystem

Inhaltsverzeichnis

Titelei

Vorwort

Abkürzungen

Teil I Grundlagen

1 Allgemeine Methodik der evozierten Potenziale

1.1 Einleitung

1.2 Technische Komponenten

1.2.1 Elektroden

1.2.2 Differenzverstärker

1.2.3 Filter

1.2.4 Analog-Digital-Wandler

1.2.5 Mittelwertrechner (Averager)

1.2.6 Stimulator

1.3 Auswertung

1.4 Praxis der Messung evozierter Potenziale

1.4.1 Patientenvorbereitung

1.4.2 Fehlermöglichkeiten am Gerät

1.4.3 Technische und biologische Artefakte

1.4.4 Methodische Fehler beim Platzieren der Elektroden

2 Neurophysik der Entstehung evozierter Potenziale

2.1 Einleitung

2.2 Generierung evozierter Potenziale im Kortex

2.2.1 Ruhemembranpotenzial

2.3 Generierung evozierter Potenziale im Verband von Axonen

2.3.1 Triphasisches Nahfeld-Potenzial

2.3.2 Fernfeld-Quadrupol

2.3.3 Dipolares Fernfeld-Potenzial

2.4 Potenziale an der Körperoberfläche

3 Somatosensorisch evozierte Potenziale (SEP)

3.1 Einleitung

3.2 Anatomie und Physiologie

3.3 Akquisition

3.3.1 Reizparameter

3.3.2 Registrierparameter

3.3.3 Praktische Ausführung

3.4 Analyse

3.4.1 Auswerteparameter

3.4.2 Normalwerte

3.4.3 Physiologische Einflüsse

3.5 Interpretation

3.5.1 Normalbefund

3.5.2 Grenzbefund

3.5.3 Pathologische Befunde

3.6 Befundbeispiele nach Läsionen und Pathophysiologie

3.6.1 Multiple Sklerose

3.6.2 Vaskuläre Prozesse

3.6.3 Komatöse Patienten

3.6.4 Feststellung des Hirntodes

3.6.5 Basalganglienerkrankungen

3.6.6 „Riesen-SEP“

3.6.7 Systemdegenerationen

3.6.8 Vitaminmangelerkrankungen

3.6.9 Amyotrophe Lateralsklerose

3.7 Probleme: Was tun?

3.7.1 Patient

3.7.2 Gerät

4 Akustisch evozierte Potenziale (AEP)

4.1 Einleitung

4.2 Anatomie und Physiologie

4.2.1 Entstehungsmodell der AEP

4.3 Akquisition

4.3.1 Reizparameter

4.3.2 Registrierparameter

4.3.3 Praktische Ausführung

4.4 Analyse

4.4.1 Auswerteparameter

4.4.2 Normvarianten

4.4.3 Normalwerte

4.4.4 Physiologische Einflüsse

4.4.5 Fehlerquellen

4.5 Interpretation

4.5.1 Normalbefund

4.5.2 Grenzbefund

4.5.3 Pathologische Befunde

4.6 Befundbeispiele nach Läsionen und Pathophysiologie

4.6.1 Periphere Hörstörung

4.6.2 Läsionen des N. cochlearis

4.6.3 Zentrale Läsionen

4.6.4 Indikationen

4.7 Probleme: Was tun?

4.7.1 Patient

4.7.2 Gerät

5 Elektroretinografie (ERG) und visuell evozierte Potenziale (VEP)

5.1 Einleitung

5.1.1 Historische Entwicklung

5.1.2 Elektroretinografie

5.1.3 Visuell evozierte Potenziale

5.2 Anatomie und Physiologie

5.2.1 Pathophysiologie

5.3 Akquisition

5.3.1 Reizparameter

5.3.2 Registrierparameter

5.3.3 Praktische Ausführung

5.4 Analyse

5.4.1 Auswerteparameter

5.4.2 Normvarianten

5.4.3 Normalwerte

5.4.4 Physiologische Einflüsse

5.4.5 Fehlerquellen

5.5 Interpretation

5.5.1 Normalbefund

5.5.2 Grenzbefund

5.5.3 Pathologische Befunde

5.6 Probleme: Was tun?

5.6.1 Patient

5.6.2 Gerät

6 Magnetisch evozierte motorische Potenziale (MEP)

6.1 Einleitung

6.2 Anatomie und Physiologie

6.2.1 Physikalische Grundlagen

6.2.2 Anatomie

6.2.3 Physiologie

6.2.4 Pathophysiologie

6.3 Akquisition

6.3.1 Reizparameter

6.3.2 Registrierparameter

6.3.3 Praktische Ausführung

6.4 Analyse

6.4.1 Auswerteparameter

6.4.2 Normalwerte

6.4.3 Physiologische Einflüsse

6.4.4 Fehlerquellen

6.5 Interpretation

6.5.1 Normalbefund

6.5.2 Grenzbefund

6.5.3 Pathologische Befunde

6.6 Befundbeispiele nach Läsionen und Pathophysiologie

6.6.1 Demyelinisierende Erkrankungen – Multiple Sklerose

6.6.2 Axonale Erkrankungen – Amyotrophe Lateralsklerose

6.6.3 Zervikale Myelopathie

6.6.4 Schlaganfall

6.7 Indikationen

6.7.1 Allgemeines

6.7.2 Fazialisdiagnostik

6.7.3 Kontraindikationen

6.8 Probleme: Was tun?

6.8.1 Patient

6.8.2 Gerät

7 Kognitive Potenziale (ereigniskorrelierte Potenziale EKP)

7.1 Einleitung

7.2 Methodik

7.2.1 Akquisitionsparameter

7.2.2 Referenzelektrode

7.2.3 Artefaktkorrektur

7.2.4 Mittelung

7.3 EKP-Komponenten

7.4 EKP-Kennwerte

7.5 Ereigniskorrelierte Potenziale und Reizparadigmen

7.5.1 P1/N1/P2/N2 visuell

7.5.2 N100 und Selektionsnegativität (Nd)

7.5.3 „Mismatch negativity“ (MMN)

7.5.4 P300

7.5.5 N400

7.5.6 „Error related negativity“ (ERN)

7.6 Klinische Anwendungsperspektiven

7.6.1 „Mismatch negativity“ (MMN)

7.6.2 P300

7.6.3 N400

7.6.4 „Error related negativity“ (ERN)

7.7 Zusammenfassung

Teil II Klinische Anwendung

8 Multiple Sklerose (MS)

8.1 Pathologie und Pathophysiologie

8.2 Klinische Fragestellungen

8.2.1 Erstdiagnose der multiplen Sklerose

8.2.2 Prognose des klinischen Verlaufs der multiplen Sklerose

8.3 Methodik und spezielle Aspekte

8.3.1 Visuell evozierte Potenziale

8.3.2 Somatosensorisch evozierte Potenziale

8.3.3 Magnetisch evozierte motorische Potenziale

8.3.4 Akustisch evozierte Potenziale

8.4 Pathologische Befunde und Interpretation

8.4.1 Nachweis klinisch stummer Läsionen

8.4.2 Objektivierung von klinischen Symptomen

8.5 Grenzbefunde und Fehlinterpretationen

9 Spinale Läsionen

9.1 Pathologie und Pathophysiologie

9.2 Klinische Fragestellungen

9.3 Methodik und spezielle Aspekte

9.4 Pathologische Befunde und Interpretation

9.4.1 Traumatische Rückenmarkläsion

9.4.2 Spinale Raumforderungen und zervikale Myelopathie

9.4.3 Vaskuläre Myelopathien

9.4.4 Entzündliche Myelopathien

9.4.5 Psychogene Querschnittsyndrome

9.4.6 Seltenere spinale Erkrankungen

9.5 Grenzbefunde und Fehlinterpretationen

10 Polyneuropathien

10.1 Pathologie und Pathophysiologie

10.2 Klinische Fragestellungen

10.3 Somatosensorisch evozierte Potenziale

10.3.1 Guillain-Barré-Syndrom (GBS)

10.3.2 Chronisch entzündliche demyelinisierende Polyneuropathie (CIDP)

10.3.3 Hereditäre Polyneuropathien

10.3.4 Diabetische Polyneuropathie

10.3.5 Urämische Polyneuropathie

10.3.6 Vitaminmangel-Polyneuropathien

10.3.7 Exotoxische Polyneuropathien

10.4 Visuell und akustisch evozierte Potenziale

10.5 Magnetisch evozierte motorische Potenziale

10.5.1 GBS

10.5.2 Chronisch entzündliche demyelinisierende Polyneuropathie (CIDP)

10.5.3 Hereditäre Neuropathien

11 Systemdegenerationen

11.1 Pathologie und Pathophysiologie

11.2 EP-Befunde bei den einzelnen Krankheiten

11.2.1 Spinozerebelläre Atrophien (SCA)

11.2.2 Friedreich-Ataxie

11.2.3 Multisystematrophien vom zerebellären (MSA-C) und Parkinson-Typ (MSA-P)

11.2.4 Progressive supranukleäre Blickparese („progressive supranuclear palsy“, PSP)

11.2.5 Hereditäre (familiäre) spastische Paraplegie (HSP)

11.2.6 Amyotrophe Lateralsklerose (ALS)

11.3 Zusammenfassung

12 Evozierte Potenziale im Kindesalter

12.1 Einleitung

12.2 Akustisch evozierte Potenziale

12.2.1 Technik

12.2.2 Normalwerte

12.2.3 Klinische Fragestellungen

12.3 Visuell evozierte Potenziale

12.3.1 Technik

12.3.2 Normalwerte

12.3.3 Klinische Fragestellungen

12.4 Somatosensorisch evozierte Potenziale

12.4.1 Technik

12.4.2 Normalwerte

12.4.3 Klinische Fragestellungen

12.5 Magnetisch evozierte motorische Potenziale

12.5.1 Technik

12.5.2 Normalwerte

12.5.3 Klinische Fragestellungen

12.6 Multimodal evozierte Potenziale

13 Ereigniskorrelierte Potenziale in der Psychiatrie

13.1 Einleitung

13.2 Ereigniskorrelierte Potenziale

13.2.1 P300

13.2.2 Lautstärkeabhängigkeit der akustisch evozierten Potenziale

13.3 Zusammenfassung

14 Monitoring bei Karotisoperationen

14.1 Einleitung

14.2 Spezielle Aspekte der Methodik

14.2.1 Vorbereitung und Narkose

14.2.2 Durchführung

14.3 Indikationen und Anwendungen

15 Monitoring bei neurochirurgischen Eingriffen

15.1 Einleitung

15.2 Spezielle Aspekte der Methodik

15.2.1 Somatosensorisch evozierte Potenziale

15.2.2 Akustisch evozierte Potenziale

15.2.3 Elektrisch evozierte motorische Potenziale

15.2.4 Narkose und Sicherheit

15.3 Indikationen und Anwendungen

15.3.1 Supratentorielle Tumoren

15.3.2 Intrakranielle Aneurysmen

15.3.3 Operationen am Hirnstamm und am Kleinhirnbrückenwinkel

16 Monitoring bei Operationen an der Wirbelsäule und am Rückenmark

16.1 Einleitung

16.2 Spezielle Aspekte der Methodik

16.2.1 Vorbereitung und Narkose

16.2.2 Durchführung

16.3 Interpretation

17 Prognosestellung im Koma und Diagnostik des Hirntodes

17.1 Einleitung

17.2 Spezielle Aspekte der Methodik

17.3 Prognosestellung im Koma

17.3.1 Hypoxischer Hirnschaden

17.3.2 Schädel-Hirn-Trauma

17.3.3 Schlaganfall

17.4 Diagnostik des Hirntodes

17.4.1 Somatosensorisch evozierte Potenziale

17.4.2 Akustisch evozierte Potenziale

Teil III Anhang

18 Richtlinien für die Ausbildung der Deutschen Gesellschaft für klinische Neurophysiologie

18.1 Richtlinien für die Ausbildung in den evozierten Potenzialen im Rahmen der Weiterbildung in der klinischen Neurophysiologie

18.1.1 Voraussetzungen

18.1.2 Ausbildungszeit

18.1.3 Ausbildungsinhalt

18.1.4 Zertifikat

18.1.5 Ausbildungsstätte

18.1.6 Ausbilder

18.2 Wissenspunkte für die EP-Prüfung

18.2.1 Technische Grundlagen

18.2.2 Anatomie und Physiologie

18.2.3 Durchführung der EP-Untersuchungen

18.2.4 Auswertung und Befundung

19 Empfehlungen für die Ausbildung „Evozierte Potenziale“ – Mindestanforderungen für die Durchführung

19.1 Einleitung

19.2 Allgemeine Anforderungen

19.3 Technische Empfehlungen

19.3.1 Visuell evozierte Potenziale

19.3.2 Akustisch evozierte Potenziale

19.3.3 Somatosensorisch evozierte Potenziale

19.3.4 Magnetisch evozierte motorische Potenziale

19.4 Anlage „Mittlerer Zeitbedarf“

19.5 Tabellarische Zusammenfassung

20 Normalwerte

20.1 Vorbemerkung

20.2 Evozierte Potenziale

20.2.1 Somatosensorisch evozierte Potenziale

20.2.2 Akustisch evozierte Potenziale

20.2.3 Visuell evozierte Potenziale

20.2.4 Magnetisch evozierte motorische Potenziale

21 Weiterführende Literatur

Anschriften

Sachverzeichnis

Impressum/Access Code

Teil I Grundlagen

1 Allgemeine Methodik der evozierten Potenziale

2 Neurophysik der Entstehung evozierter Potenziale

3 Somatosensorisch evozierte Potenziale (SEP)

4 Akustisch evozierte Potenziale (AEP)

5 Elektroretinografie (ERG) und visuell evozierte Potenziale (VEP)

6 Magnetisch evozierte motorische Potenziale (MEP)

7 Kognitive Potenziale (ereigniskorrelierte Potenziale EKP)

2 Neurophysik der Entstehung evozierter Potenziale

G. Curio, H. Buchner

2.1 Einleitung

Definition

Entstehung evozierter Potenziale

Evozierte Potenziale entstehen in Nervenzellen als „evozierte“ Antwort auf einen definierten Reiz.

In diesem Kapitel werden die neurophysiologischen und physikalischen Mechanismen der Entstehung evozierter Potenziale systematisch dargestellt – von der Ebene der einzelnen Nervenzelle bis zu Nervenzellverbänden. Die Physiologie der primären Verarbeitung sensorisch adäquater Reize wird in den Einzelkapiteln über die durch unterschiedliche Sinnesmodalitäten evozierten Potenziale abgehandelt.

Grundsätzlich sind an der Körperoberfläche diejenigen evozierten Potenziale messbar, bei denen sich synchrone elektrische Aktivierungen in einer genügend großen Anzahl länglich konfigurierter und dabei zusätzlich parallel zueinander angeordneter Zellen aufsummieren können. Die beiden hierfür wesentlichen und im Folgenden separat dargestellten Beispiele sind synaptisch aktivierte Pyramidenzellen des Neokortex sowie propagierende Summenaktionspotenziale in Axonbündeln.

2.2 Generierung evozierter Potenziale im Kortex

2.2.1 Ruhemembranpotenzial

Im Ruhezustand ( ▶ Abb. 2.1a) stellt die Membran einer Nervenzelle einen geladenen Kondensator dar. Durch Ionenpumpen in der Membran ist die Anzahl von Kationen außerhalb bzw. von Anionen innerhalb einer Nervenzelle erhöht. Daraus ergibt sich intrazellulär ein Ruhemembranpotenzial von ca. –70 mV. Über die Membran hinweg kommt es dabei zu einer paarweisen elektrostatischen Bindung von im jeweiligen Kompartiment überzähligen Ladungsträgern.

Abb. 2.1 Zelluläre Ströme.

Abb. 2.1a Ruhezustand. Die Zellmembran ist ein geladener Kondensator mit einem intrazellulären Potenzial von –70 mV.

Abb. 2.1b Geschlossene Stromschleife. Durch eine apikale Exzitation der Zelle entsteht ein primärer aktiver Natriumeinstrom durch geöffnete Ionenkanäle (1). Extrazellulär verbleibt dabei lokal eine relative Stromsenke (2a). Der damit generierte intrazelluläre Primärstrom (2b) verursacht an basalen Dendriten einen sekundären passiven (kapazitiven) Natriumabstrom (3). Extrazellulär wird der intrazelluläre Stromfluss durch einen Ausgleichsstrom (5) im Volumenleiter zwischen dieser basalen Stromquelle (4) und der apikalen Stromsenke zur Stromschleife geschlossen.

Aktionspotenzial und EPSP Die elektrisch polarisierte Membran kann – getriggert durch synaptische Erregungsübertragung am Dendritenbaum – so weit entladen (depolarisiert) werden, dass bei ca. –40 mV am Axonhügel ein Aktionspotenzial ausgelöst wird. Diese exzitatorischen postsynaptischen Potenziale (EPSP) werden durch den Neurotransmitter Glutamat vermittelt, der Kanalproteine der Membran für Natriumionen öffnet. Aufgrund des transmembranösen Potenzialgradienten ergibt sich ein Natriumeinstrom, der extrazellulär lokal Anionen zurücklässt (eine negativ geladene „Potenzialsenke“). Erfolgt der Natriumeinstrom apikal am Hauptdendriten einer Pyramidenzelle, wird intrazellulär ein Potenzialgradient mit einem zum Soma gerichteten intrazellulären Fluss positiver Ladungsträger verursacht ( ▶ Abb. 2.1b).

An der basalen (somanahen) Membran werden durch diese intrazellulär vermehrten Kationen einige bislang intrazellulär an der Membran elektrostatisch gebundene Anionen gelöst. Deren extrazelluläre Kationenpartner werden dadurch gleichermaßen von der Bindung befreit und begründen somit einen „sekundären“ kapazitiven Kationenabstrom in den extrazellulären Raum bei lokal ungeöffneten Ionenkanälen. Diese basale positive „Stromquelle“ bewirkt mit der oben beschriebenen apikalen Stromsenke zusammen einen Stromfluss im extrazellulären Volumenleiter („volume current“), der als Ausgleichsstrom für den primären intrazellulären Stromfluss die Stromschleife schließt. Entlang der Zelle liegen somit intrazellulär eine apikale aktive Stromquelle und eine passive somanahe Stromsenke vor ( ▶ Abb. 2.2).

Abb. 2.2 Intra- und extrazellulärer Stromfluss.

Abb. 2.2a