Differentielle EEG-Veränderungen bei visuomotorischen und kognitiven Tätigkeiten

Summary

• 1. The EEG's of precentro-central (PC) and occipito-temporal (OT) areas were recorded with telemetry, and their changes during 6 standardised visuo-motor and 2 cognitive tasks were compared with the EEG during rest with open eyes. Automatic EEG analysis on the principle of zero-crossing and interval analysis was used. The EEG changes during tasks differed significantly in the PC and OT areas. Furthermore, they were dependent on individual factors (type of resting EEG with the eyes open) and on characteristics of the tasks. On the other hand, they were not correlated with the degree of attention or concentration involved in the performance of each task, as assessed by each subject using the method of comparison of pairs.

• 2. In the frequency class of 8.5–12.5 /sec, a significant decrease in the number of waves was seen during all tasks in the PC areas, but in the OT areas an increase or decrease was seen in different individuals: a higher degree of decrease (blocking) was found when the resting EEG showed many alpha-waves during rest (eyes open), a smaller degree of decrease or even increase (alpha-activation) was seen when the resting EEG showed a low alpha-rate during rest. In the frequency range of 12.5–16.0/sec the OT-EEG showed an increase during all tasks, while no effect was seen in the PC-EEG's. Waves between 6–8.5/sec did not show a significant change during the tasks.

• 3. After eliminating the influence of the resting EEG by calculation (regression analysis), a differentiation between EEG reactions to different tasks became more evident. The PC alpha-rate showed the least decrease during cognitive tasks, while the OT alpha-rate showed the highest tendency towards activation during maze drawing with direct or mirror image control. The occipital beta-activation was lowest during writing without visual control.

Zusammenfassung

Bei gesunden Personen wurden die EEG-Veränderungen während sechs visuomotorischer und zwei kognitiver Tätigkeiten gegenüber Ruhephasen mit offenen Augen quantitativ untersucht (automatische Intervall-Analyse). Es zeigte sich, daß die Tätigkeitseffekte in bestimmten Frequenzbereichen des EEG vom Ort der Ableitung, von aufgabespezifischen und von individuellen Faktoren abhängen. Unterschiedliche Grade der allgemeinen Aufmerksamkeitsbeanspruchung durch die einzelnen Tätigkeiten spielen demgegenüber eine untergeordnete Rolle.

• 1. Gruppenstatistisch waren im Frequenzbereich 8,5–12,5 Hz über präz.zentr. Hirnabschnitten bei allen Aufgaben signifikante Verminderungen der Wellenhäufigkeit, über occip.-temp. Hirnabschnitten dagegen der statistischen Tendenz nach sowohl Verminderungen als auch Steigerungen der Wellenhäufigkeit zu beobachten. Dabei ließen sich jeweils signifikante Unterschiede zwischen den Tätigkeitseffekten der acht Aufgaben nachweisen.

• 2. Im Frequenzbereich 12,5–16,0 Hz wurde die Wellenhäufigkeit in der occip.-temp. Ableitung bei Tätigkeit generell vermehrt, auch hier mit gesicherten Unterschieden zwischen den Aufgaben. In der präz.-zentr. Ableitung waren keine Tätigkeitseffekte festzustellen.

• 3. Die individuellen Tätigkeitsreaktionen im Alphafrequenzbereich beider Ableitungen erwiesen sich als eine Funktion der reliablen Wellenhäufigkeiten unter Ruhebedingungen: bei hohen Ruhewerten relativ starke Verminderung, bei geringen Ruhewerten relativ schwache Verminderung bzw. Steigerung der Wellenhäufigkeit während Tätigkeit.

• 4. Zwischen den durchschnittlichen EEG-Veränderungen der einzelnen Tätigkeiten und dem Grade der durchschnittlichen, subjektiv beurteilten Aufmerksamkeitsanspannung bei den einzelnen Tätigkeiten waren keine signifikanten Korrelationen nachweisbar.