Das EEG des menschlichen Hippokampus - eine Zusammenfassung und Diskussion bisher veröffentlichter Ergebnisse bei Patienten mit neurologischen Grunderkrankungen

Summary

Hippocampal ϑ-activity in several animals (rodents, cat, dog) is often described and well established. But there is an exception in primate animals: the so-called „rhythmic slow activity„ seen so often in infraprimates is here essentially lacking. The aim of this paper is to answer the question whether or not there are EEG patterns which are characteristic and specific for the human hippocampal formation under pathophysiological conditions. This question is particulary interesting in view of the hypothesis that the emotional ϑ-waves in man described by several authors may originate in the hippocampus or other limbic structures. Out of the overwhelming literature about deep electroencephalography in man, some representative papers dealing with the EEG of the hippocampal formation in patients with neurological disorders were compiled. The different results may be summarized as follows:

1. there was a predominance of slow irregular ϑ- or δ-activity, mostly superimposed by fast frequencies, 2. spontaneous rhythmic slow activity in the strict sense was essentially lacking, 3. even under conditions eliciting rhythmic slow activity in animals, rhythmic ϑ-activity was not found in patients.

Problems of comparability to results found in animals and possible reasons for the differences to infraprimates are discussed:

• limitation of the study of the human brain by ethical considerations and therefore exploration only of (mostly epileptic) patients with potentially pathologic hippocampal EEG activity not comparable to normal animals,

• methodical-technical reasons (mainly the impossibility of histologically precise electrode tip localisation),

• differences in the anatomy (and possibly function) of the hippocampal formation between primates and non-primates (the usually explored dorsal hippocampus in lower mammals is vestigial in man and monkey where instead the ventral hippocampus is investigated),

• phylogenetic evolution of the neocortex predominating over allocortical structures (including the hippocampus) in primates - the hippocampal EEG of man and (rhesus) monkey have much in common.

Lacking the rhythmic ϑ-activity in human hippocampus even under emotional stimulation, the hypothesis that emotional ϑ-waves in scalp EEG may be generated in the limbic system is not supported. Their origin remains further an open question.

Zusammenfassung

Während bei Nagetieren, Hunden und Katzen hippokampale ϑ-Aktivität (rhythmic slow activity, RSA) vielfach untersucht und gesichert ist, fehlt diese praktisch bei Primatentieren. Gegenstand dieser Arbeit ist die Frage, ob es für den menschlichen Hippokampus (unter pathophysiologischen Bedingungen) charakteristische EEG-Muster gibt.

Aus der Literatur über Tiefenableitungen mit Hilfe stereotaktisch implantierter Elektroden wurden Originalarbeiten zusammengestellt, in denen das EEG des menschlichen Hippokampus bei Patienten mit neurologischen Grunderkrankungen beschrieben wird.

Die verschiedenen Ergebnisse können folgendermaßen zusammengefaßt werden:

1. es fand sich eine unregelmäßige langsame Tätigkeit im ϑ- und δ-Bereich, der meist schnelle Frequenzen überlagert waren, 2. spontane rhythmische ϑ-Aktivität fehlte praktisch, 3. auch unter Bedingungen, die bei Tieren rhythmisehe langsame Aktivität auslösen, trat diese bei den untersuchten Patienten nicht auf.

Die Problematik der Vergleichbarkeit mit tierexperimentellen Ergebnissen sowie die möglichen Gründe (pathophysiologische, methodisch-technische, anatomische, entwicklungsgeschichtliche) für die Unterschiede zu Infraprimaten werden diskutiert.

Zum Schluß wird zu der Hypothese Stellung genommen, daß die von einigen Autoren beschriebenen emotionellaffektiv bedingten ϑ-Wellen im Oberflächen-EEG ihren Ursprung im Hippokampus oder anderen limbischen Strukturen haben. Diese Hypothese wird durch die zusammengestellten Daten nicht gestützt, so daß die Frage der Entstehung dieser ϑ-Wellen weiter offen bleibt.

Key-Words

Hippocampus - Human - ϑ-waves - Emotion