Makeig lar seg inspirere av menneskehetens litt naive syn på himmelen over oss som en hvelving, nærmest som inne i en katedral. Her lyser stjernene om natten, med oss i sentrum som iaktagere. Selv lukker han øynene og blar seg gjennom lysarkene mens han snakker i vei om hva vi kan forvente oss. Våre forfedre har i tusenvis av år iakttatt stjernehimmelen ut fra denne forestillingen, og han viser til Stonehenge i England som et eksempel på en konstruksjon som i sin tid antageligvis har tjent som utgangspunkt for observasjon av den årlige astronomiske syklus.

Opp gjennom århundrene er mange fantastiske og nøyaktige observasjoner utført med denne forestillingen som utgangspunkt. Med heller enkle midler sammenlignet med dagens teknologi. I dag leverer astronomene bilder som viser rekker av stjerner i et uhyrlig tredimensjonalt rom (som Einstein og andre fysikere senere har ekspandert til fire, eller til og med til åtte dimensjonale modeller av universet). Bilder fra Hubble-teleskopet gir oss i dag oppsiktsvekkende detaljerte og nøyaktige tre dimensjonale bilder. På samme måte som vi har greid å bevege oss fra å se stjernehimmelen som en todimensjonal hvelving til et tredimensjonalt rom, mener Makeig vi også blir vant til et tredimensjonalt bilde av aktiviteten i hjernen, vår egen kuppel. Grunnlaget vil være EEG signaler.

Avansert signalbehandling

Utfordringen med EEG signalene er at aktivitet fra en relativt stor del av hjerneoverflaten registreres i hver elektrode utenfor skallen. En mann som den kjente amerikanske nevrobiologen Walter J. Freeman har her bidratt til å forstå EEG-modellen bedre gjennom nitidige studier av hvordan signalene oppfører seg i små (3X3 millimeter) rekker av sensorer på hjerneoverflaten hos dyr. Og fra den astronomiske forskningen har vi lært hvordan vi kan få renere signaler fra de enkelte stjernelegemer ved å kalkulere inn hvordan lysbrytingen, samt støy fra andre himmellegemer, virker.

Denne kunnskapen overføres nå til tolkning av EEG-signaler. Også her må signaler fra andre deler av hjernen enn det elektroden er satt opp for å måle, filtreres ut. Med dagens utstyr er det mulig å inkludere signaler fra muskler og nerver utenfor hjernen (for eksempel fra blunking med øynene og fra øye- og nakkebevegelser). Det er en gedigen teknisk utfordring å utvikle et filter som renser signaler som registreres i elektrodene slik at vi får et mer presist visuelt bilde av aktiviteten i de spesifikke hjerneområdene. Men med kjennskap til hvordan de ulike områdene i hjernen avgir signaler, avansert matematisk modellering og kunnskap om signalbehandling, er man i dag i stand til å løse denne utfordringen. Dermed er man også i stand til å konstruere nøyaktige tredimensjonale bilder av hjernen basert på EEG-målinger.

Hjerneforskning mot nye horisonter?

Fordelen med EEG-målinger er at sensorene er så lette å bære. Det er utviklet hetter med høy tetthet av elektroder. Dette til forskjell fra sensorene i for eksempel fMRI- og PET-scan maskiner, der pasientene må holde hodet i fiksert posisjon i nærheten av de tunge maskinene. Det at EEG sensorene er så lette å bære og samtidig gir målinger som gir grunnlag for tredimensjonale bilder, bringer Makeig over til å besvare neste spørsmål. Om det er mulig å gjøre EEG-målinger med pasienten i bevegelse? Med dagens utstyr, som kan inkludere signaler fra områder utenfor hjernen, er det ingen ting i veien for å måle EEG når pasienten beveger seg.

I forlengelsen av den siste teknologiske utviklingen, med avansert simuleringsteknologien, er det for eksempel utviklet drakter som gjør det mulig for en person å få feedback i armer og ben i samsvar med en kunstig oppbygget virkelighet (det vi kaller virtual reality). På grunnlag av denne teknologien, er det i dag mulig å bygge utstyr som inkluderer registrering av aktivitet i perifere muskler. Dette er på forsøkstadiet ved laboratoriet i San Diego. Når denne teknologien er fullt utviklet og utstyret er i kommersiell produksjon, mener Makteig at det vil åpne for helt nye horisonter for psykofysiologien. Dermed var foredraget slutt. Vi kunne lande og han kunne endelig åpne øynene og se utover forsamlingen igjen. Skal vi kalle han en ekte amerikansk optimist? 

 

Sørg for å sitere korrekt fra denne artikkelen:
Midtlyng, E (2008): Under kuppelen: fra Stonehenge til EEG. INNSIKT;4:24-25

TRYKK HER FOR Å LESE FLERE ARTIKLER I SAMME UTGAVE