Flugmedizin · Tropenmedizin · Reisemedizin - FTR 2020; 27(03): 136-141
DOI: 10.1055/a-1166-6826
Flugmedizin
Georg Thieme Verlag KG Stuttgart · New York

Interhemisphärische Kohärenzen des EEG als integrativer Leistungsindikator bei flugspezifischen Belastungen

Interhemispheric coherence of the EEG as an integrative performance indicator for flight-specific loads
Dietrich Oswald Wirth
1   Dozent i. R., Angerhöriger der Technischen Universität Dresden
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Publication Date:
16 June 2020 (online)

ZUSAMMENFASSUNG

Neue technische Voraussetzungen ermöglichen potenziell neue Ansätze zur Onlineüberwachung der zerebralen Leistungsfähigkeit von Piloten und könnten dadurch die Flugsicherheit erhöhen. In den eigenen Untersuchungen während der Beschleunigungen von +2,5, +3,0 und +3,5 Gz auf einer Hochleistungszentrifuge ließen sich dominierend statistisch signifikante Anstiege homo- und heterotop interhemisphärischer sowie intrahemisphärischer Kohärenzen vorzugsweise im Betaband nachweisen, die im Sinne einer zerebralen Aktivierung zu werten sind. Dagegen wiesen die homotop interhemisphärischen Kohärenzen während des Aufenthalts in den Höhen 18 000 und 25 000 ft statistisch signifikante Verminderungen auf. Diese generellen Änderungsrichtungen der Kohärenzen des EEG waren aber infolge erheblicher inter- und intraindividueller Variabilität der verschiedenen Kohärenzen in Bezug auf ihre Ableitpositionen und Frequenzbänder hinsichtlich ihrer Größe und ihrem zeitlichen Auftreten uneinheitlich. Dies betrifft sowohl die intraindividuelle Variabilität der Hypoxiesensitivität verschiedener Großhirnrindenbereiche als auch die interindividuellen Differenzen der interhemisphärischen Kohärenzen bei Beschleunigung +Gz und ihren statistischen Zusammenhang mit hormonellen Aktivierungsparametern.

ABSTRACT

New technical requirements potentially enable new approaches to online monitoring of the cerebral performance of pilots and could thus increase flight safety. In the own studies during the accelerations of +2.5, +3.0 and +3.5 Gz on a high-performance centrifuge, statistically significant increases in homo- and heterotop interhemispheric as well as intrahemispheric coherences could preferably be detected in the beta band, which can be evaluated in the sense of cerebral activation. On the other hand, homotop interhemispheric coherences during the stay at the heights of 18 000 and 25 000 ft showed statistically significant decreases. However, these general lines of change in the coherences of the EEG were inconsistent in terms of their size and timing due to considerable inter- and intra-individual variability of the various coherences in terms of their conduction positions and frequency bands. This concerns both the intra-individual variability of the hypoxia sensitivity of several cerebral cortises and the inter-individual differences of interhemispheric coherences in acceleration +Gz and their statistical association with hormonal activation parameters.

 
  • Literatur

  • 1 Wirth D, Buhss U, Dettmar P. et al Modifizierende Einflussfaktoren von Änderungen der Kohärenzen des EEG unter verschiedenen simulierten Höhenbedingungen. Flug u Reisemed 2000; 7 Medizin und Mobilität, Abstract 10
  • 2 Werner A.. Onlinemonitoring der Vitalparameter bei Personen im Einsatz in extremen Umwelten. Flug u Reisemed 2019; 26: 256-268
  • 3 Wirth D, Noack F, Dettmar P. et al Kohärenzen des Elektroenzephalogramms unter dem Einfluss von atmosphärischer Hypoxie und positiver Beschleunigung. Abschlussbericht über die Ergebnisse der Untersuchungen im Verbundforschungsvorhaben. In: San I 0699 – V – 6702. Technische Universität Dresden; April/Mai 2003
  • 4 Wirth D, Noack F, Nehring M. et al Verhalten von Kohärenzen des Elektroenzephalogramms beim „Hypoxie-Training“ von Flugschülern in 25.000 ft Höhe. Flug u Reisemed 2003; 10 (04) 55-57
  • 5 Wirth D, Welsch H, Nehring M. et al Interhemisphärische Kohärenzen des Elektroenzephalogramms während einer stufenförmig ansteigenden Beschleunigung auf einer Humanzentrifuge. 40. Jahrestagung der DGLRM 2002; Abstract 48
  • 6 Wirth D, Sattler J B, Welsch H. et al Präferenz der Rechtshändigkeit und Stress bei Flugschülern während des Trainings auf der Humanzentrifuge (HZF). 42. Jahrestagung der DGLRM 2004; Abstract 33
  • 7 Killus K.. Meß-, Steuerungs- und Regeltechnik. 1971: 14
  • 8 Killus K, Niebeling HG.. Die Darstellung der Frequenzstabilität und der zeitlichen Folge von Wellen durch die automatische EEG-Analyse. 2. Nationaler Kongress d. Gesellschaft für Neuro-Elektrodiagnostik der DDR 1973
  • 9 Wirth D, Kasprzak B, Seege D. et al Beitrag zur Nutzung imitierter Höhen in der Luftfahrtmedizin. Verkehrsmedizin 1975; 22: 63-95
  • 10 Wirth D, Seege D.. Hypobare Hypoxydose. In: Quandt J. (Hrsg.) Die zerebralen Durchblutungsstörungen des Erwachsenenalters. Thieme: Leipzig; 1989: 61-83
  • 11 McGovern JB, Miller JC, Eddy DR. et al EEG Indices of G-induced Loss of Consciousness (G-LOC) Conference: Electric and Magnetic Activity of the Central Nervous System: Research and Clinical Applications in Aerospace Medicine. 1987: ADA195265
  • 12 Li Yi-Feng, Yang Ji-Jiang, Zhang Li-Hui. et al Research of EEG change feature under +Gz acceleration. Computers in Industry 2015; 70: 144-141
  • 13 Spektrum.de Lexikon der Neurowissenschaft: Kohärenzanalyse. Im Internet: www.spektrum.de/lexikon/neurowissenschaft/kohaerenzanalyse/6583
  • 14 Tononi G, Edelmann G.. Consciousness and Complexity. Science 1998; 282. In: Boessmann U.. Bewusstsein – Unbewusstes Band I: Bewusstsein. dpv. 2013: 1846-1851
  • 15 Rudolf M, Jackisch D, Volke H-J.. Kohärenzanalyse des EEG bei neurotoxisch Exponierten: Biometrische Auswertungsmethodik und erste Ergebnisse. In: Kublin E, Lasser R. (Hrsg.) AG Ökologie der DR der IBG. 1995: 149-161
  • 16 Wirth D, Volke H-J, Rudolf M. et al Kohärenzen des EEG bei Hypoxie in 4000 m Höhe. Flug u Reisemed 1998; 5 (04) 35-37
  • 17 Adamo DE, Taufiq A.. Establishing hand preference: why does it matter?. Hand (N Y) 2011; 6: 295-303
  • 18 Deutsche Gesellschaft für Arbeitsmedizin und Umweltmedizin S1-Leitlinie Händigkeit – Bedeutung und Untersuchung. Stand: 21.11.2004. Im Internet: www.awmf.org/leitlinien/detail/ll/002-017.html
  • 19 Ruhr Universität Bochum Wie viele Menschen wirklich Linkshänder sind. 3. April 2020. Im Internet: https://news.rub.de/presseinformationen/wissenschaft/2020-04-03-hirnforschung-wie-viele-menschen-wirklich-linkshaender-sind
  • 20 Siebner HR, Limmer C, Peinemann A. et al Long-term consequences of switching handedness: a positron emission tomography study on handwriting in “converted” left-handers. J Neurosci 2002; 22: 2816-2825
  • 21 Florer JB.. Unterschiede in den interhemisphärischen EEG-Kohärenzen zwischen gesunden Männern und Frauen unter Berücksichtigung der Händigkeit. Dissertation Medizinischen Fakultät Charité – Universitätsmedizin Berlin; 2009
  • 22 Ledderhos C.. „Unexplained physiological events“ in Hochleistungsflugzeugen. Flug u Reisemed 2018; 25: 255-260
  • 23 Gonzalez CL, Ganel T, Goodale MA.. Hemispheric specialization for the visual control of action is independent of handedness. J Neurophysiol 2006; 95: 3496-3501
  • 24 Egorov VA, Shirogorov VK.. [Change in the asymmetry of paired functions in pilots during flight]. Kosm Biol Aviakosm Med 1975; 9: 60-64