Wie ungeordnet die elektrischen Signale Ihres Gehirns sind, könnte laut neuer Forschung aufdecken, ob Sie bewusst oder unbewusst sind. Wissenschaftler fanden heraus, dass ein Maß namens Permutationsentropie, angewendet auf die EEG-Phasendynamik, zuverlässig zwischen bewussten und unbewussten Gehirnzuständen sowie zwischen Augen-offen- und Augen-zu-Bedingungen unterscheiden kann.
Die Forschung
Forscher aus Korea und den USA analysierten EEG-Signale aus zwei Datensätzen: einem Protokoll zur Allgemeinanästhesie (Messung der Bewusstseinsstufen) und Ruhezustandsaufzeichnungen von gesunden Kontrollpersonen und Personen mit ADHS vom unaufmerksamen Typ. Anstelle des rohen EEGs konzentrierten sie sich auf den Hauptmodus der Phasendynamik – der den Informationsfluss von vorne nach hinten widerspiegelt – und quantifizierten die Unordnung mit Permutationsentropie.
Sie fanden heraus, dass die Verteilungen der Permutationsentropie vom Gehirnzustand abhingen. In bewussten Zuständen, bei ADHS vom unaufmerksamen Typ und bei Augen-zu-Bedingungen war die mittlere Permutationsentropie niedriger und die Standardabweichung größer. Als sie Klassifikationsmodelle trainierten, die Permutationsentropie als Merkmal verwendeten, konnten sie zuverlässig zwischen bewussten und unbewussten Zuständen im Anästhesie-Datensatz unterscheiden und auch zwischen Augen-offen- und Augen-zu-Bedingungen. Die Klassifikation zwischen gesunden Kontrollpersonen und Patienten mit ADHS vom unaufmerksamen Typ war jedoch nicht klar, was darauf hindeutet, dass die Ordnungsmusteranalyse möglicherweise kritische Informationen im rohen Signal zur ADHS-Erkennung übersieht.
Warum es wichtig ist
Diese Studie unterstreicht das Potenzial der Permutationsentropie als einfachen, robusten Marker für Bewusstsein. Sie könnte zur Überwachung der Anästhesietiefe, zur Erkennung veränderter Bewusstseinszustände oder sogar zur Beurteilung der Gehirngesundheit beitragen. Die Einschränkung bei ADHS zeigt, dass kein einzelnes Maß ausreicht – komplexe Erkrankungen können mehrere analytische Ansätze erfordern.
Was Sie tun können
Während Sie die Permutationsentropie Ihres Gehirns zu Hause nicht messen können, können Sie Ihr Gehirn durch kognitive Herausforderungen flexibel und anpassungsfähig halten. Das Ausüben neuer Aktivitäten, das Erlernen neuer Fähigkeiten und das Praktizieren von Achtsamkeit können die kognitive Flexibilität und die allgemeine Gehirngesundheit unterstützen.
Quelle: arXiv q-bio.NC
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