Elektrokortikographie

Die ersten elektrokortikographischen Untersuchungen führte Otfrid Foerster 1935 zusammen mit Altenburger durch.^[2] Wilder Penfield, der 1928 bei Foerster in Breslau hospitiert hatte,^[2] etablierte mit Herbert Jasper die intraoperative ECoG, um interiktale Spikes zu kartieren und das Resektionsausmaß festzulegen.^[3]

Die ECoG erfasst vor allem summierte postsynaptische Potenziale von Neuronenpopulationen in unmittelbarer Nähe der Elektroden.^[4] Im Vergleich zum Oberflächen-Elektroenzephalogramm (EEG) bietet sie ein deutlich höheres Signal-Rausch-Verhältnis, weniger Artefakte und eine höhere räumliche Auflösung (unter 1 cm).^[1][5] Die zeitliche Auflösung liegt wie beim EEG im Millisekundenbereich.^[1][5] Erfasst wird auch High-Gamma-Aktivität (etwa 70–110 Hz), die als Indikator lokaler kortikaler Funktion gilt.^[5]

Streifenelektroden (eine Kontaktreihe) und Gitterelektroden (flächige Kontaktmatrix) bestehen aus in Silikon eingebetteten Metallkontakten im Abstand von etwa 1 cm.^[4][5][6] Man unterscheidet:

• Intraoperative ECoG: Ableitung vom freigelegten Kortex, typischerweise vor und nach der Resektion.^[3] Wegen der kurzen Ableitungsdauer werden fast nur interiktale epilepsietypische Potenziale wie Spikes und Sharp Waves erfasst, die zudem durch Anästhetika gedämpft oder verstärkt werden können.^[3][6] Die intraoperative ECoG ersetzt daher nicht die prächirurgische Diagnostik.^[3][6] Nach den technischen Konsensempfehlungen der American Clinical Neurophysiology Society sollen die Elektrodenpositionen gemeinsam durch das neurochirurgische und neurophysiologische Team überprüft und dokumentiert sowie die Anästhesie so angepasst werden, dass kontinuierliche EEG-Aktivität erhalten bleibt und die Ableitung möglichst wenig beeinflusst wird. Befunde zur Abgrenzung der irritativen Zone sind von Befunden beim funktionellen Mapping getrennt zu dokumentieren.^[7]
• Chronische (extraoperative) ECoG: Die Elektroden werden in der Regel über eine Kraniotomie subdural implantiert.^[5][8] Nach schrittweiser Reduktion der anfallssuppressiven Medikamente wird über mehrere Tage abgeleitet, bis ausreichend Anfälle aufgezeichnet sind.^[1][5][8] Explantation und Resektion können anschließend in einem Eingriff erfolgen.^[5]

Die ECoG wird in folgenden Bereichen eingesetzt:

• Prächirurgische Epilepsiediagnostik: Lokalisation des Anfallsursprungs und Abgrenzung des epileptogenen Gewebes bei pharmakoresistenter fokaler Epilepsie, wenn die nicht-invasive Diagnostik dafür nicht ausreicht.^[1][5][8] Die ECoG wird bevorzugt, wenn Seite und Hirnlappen des Anfallsursprungs bekannt sind, seine Ausdehnung aber nicht.^[1] Die Auswahl und Platzierung der Elektroden für die prächirurgische intrakranielle Ableitung erfolgt individuell unter Berücksichtigung der vermuteten Anfallsursprungszone und der erforderlichen Abgrenzung funktionell wichtiger Kortexareale.^[9] Subdurale Elektroden kommen vor allem bei neokortikalen Epilepsien nahe eloquentem Kortex und bei kleinen Kindern zum Einsatz, deren Schädel für die Verankerungsschrauben der SEEG zu dünn ist.^[8]
• Funktionelles Mapping: Durch elektrische Kortexstimulation über die Elektroden lassen sich eloquente Areale (z. B. Motorkortex, Sprachareale) identifizieren und relativ zum epileptogenen Gewebe verorten.^[5][8]
• Resektionssteuerung (Tailoring): Intraoperativ dient die ECoG dazu, Ausmaß und Vollständigkeit der Resektion zu steuern, etwa bei kortikalen Fehlbildungen oder Tumoren. Bei der standardisierten Resektion einer mesialen Temporallappenepilepsie mit Hippocampussklerose ist ein Nutzen nicht belegt.^[3][6] Ihr Stellenwert ist umstritten: Beobachtungsdaten sprechen für bessere Anfallsergebnisse, die Evidenz ist jedoch von geringer Qualität.^[10] Für eine Steuerung anhand hochfrequenter Oszillationen (HFO, über 80 Hz) konnte in einer randomisierten Studie keine Nichtunterlegenheit gegenüber der Steuerung anhand interiktaler Spikes gezeigt werden.^[11]
• Responsive Neurostimulation: Bei Erwachsenen mit pharmakoresistenter fokaler Epilepsie leitet ein implantierter Neurostimulator über subdurale Streifen- oder Tiefenelektroden kontinuierlich ein ECoG ab und stimuliert beim Erkennen definierter Muster direkt am Anfallsursprung.^[12]
• Neurointensivmedizin: Subdurale Streifenelektroden erfassen im Rahmen des Neuromonitorings Spreading Depolarizations, also sich über den Kortex ausbreitende Depolarisationswellen, die zur sekundären Hirnschädigung beitragen, z. B. nach Schädel-Hirn-Trauma oder Subarachnoidalblutung.^[13]
• Forschung: kognitive Neurowissenschaften^[4][5] sowie Brain-Computer-Interfaces, die aus dem ECoG Bewegungs- oder Kommunikationsabsichten entschlüsseln.^[5]

Gegenanzeigen einer invasiven Elektrodenimplantation sind insbesondere nicht korrigierbare Gerinnungsstörungen, eine lokale oder systemische Infektion sowie eine fehlende Operations- oder Narkosefähigkeit. Subdurale Elektroden sollten zudem nicht bei Patienten mit erhöhtem Infektionsrisiko eingesetzt werden.^[14][15]

Subdurale Elektroden gehen im Vergleich zur SEEG mit einer höheren Morbidität einher, vor allem durch symptomatische Blutungen und Infektionen.^[8] Die Kortexstimulation kann Nachentladungen oder Anfälle auslösen.^[5]

Die ECoG erfasst nur die Kortexoberfläche unter den Elektroden: Aktivität aus den Sulkustiefen wird schlechter abgebildet, tiefe Strukturen wie Hippocampus oder Insel werden mit subduralen Elektroden nicht erfasst.^[4] Ist die Seite des Anfallsursprungs unklar oder wird er in der Tiefe vermutet, wird daher die SEEG bevorzugt, die ohne offene Kraniotomie auskommt.^[1]