Elektrokortikographie (ECoG) ist das Verfahren, bei dem Sensoren, sogenannte Elektroden, direkt an einem chirurgisch freigelegten menschlichen Gehirn angebracht werden, um seine elektrische Aktivität zu messen und zu analysieren. Externe Elektroden, die mit der Kopfhaut in Kontakt kommen, können auch die aktive Funktion des Gehirns erkennen, aber für die Diagnose bestimmter Arten von Gehirnerkrankungen sind sie nicht genau genug. Ein Beispiel dafür sind häufige, schwere und schwächende Anfälle aufgrund einer Erkrankung, die Epilepsie genannt wird. Eine mögliche Behandlungsmethode besteht darin, nur den kleinen Teil des Gehirns, der sie auslöst, zu identifizieren und zu entfernen, ohne dass benachbarte wichtige Hirnsubstanzen beschädigt werden.
Eine Röntgenaufnahme kann weiches menschliches Gewebe durchdringen, um die Form eines Schädels zu erkennen, aber Ärzte der Neurologie, die das Gehirn im Inneren sehen wollen, brauchen andere Technologien. Eine der besten Methoden ist die Magnetresonanztomographie, allgemein als MRT bezeichnet. Anstelle von Röntgenstrahlung verändert es mit starken Magneten den Körper auf atomarer Ebene, zeichnet deren Wirkung auf und zeigt sie in feinen Details an.
Ein Bild des Gehirns kann abnorme Strukturen zeigen. Es gibt jedoch viele Erkrankungen des Gehirns, die nicht durch nachweisbare physische Dinge verursacht werden, sondern durch eine abnorme Funktion des komplexen Organs. Um zu beurteilen, ob das Gehirn normal funktioniert, benötigen Neurologen verschiedene Technologien. Eine der wichtigsten davon ist die einfache Gehirnkarte. Die kumulierte medizinische Forschung hat die Kontrolle menschlicher Funktionen – wie das Sehvermögen, die Sprache oder einen Muskel – ganz bestimmten Stellen des Gehirns zugeordnet.
Wenn ein Neurologe mit der Karte eines Gehirns einen Patienten mit abnormalen Symptomen hat, weiß er, wo er suchen muss, benötigt aber eine Technologie, um den Funktionszustand dieses Ortes zu messen. Ein Mittel ist eine funktionelle MRT, die ein Gehirnbild von Bereichen erzeugt, die durch höhere Konzentrationen von sauerstoffgefülltem Blut hervorgehoben werden. Die Annahme ist, dass dies dem Treibstoff entspricht, den eine erhöhte Gehirnaktivität in solchen Bereichen benötigt. Gehirnzellen und Nervenzellen funktionieren, indem sie elektrische Signale empfangen, erzeugen und an andere Zellen weiterleiten.
Für eine direktere Darstellung der Gehirnaktivität benötigt ein Neurologe Messungen seiner elektrischen Leistung. Die am häufigsten verwendete Technologie ist das Elektroenzephalogramm oder EEG. Ein genau abgebildetes Netz empfindlicher Sensoren, sogenannte Elektroden, wird an der Kopfhaut angebracht. Jeder misst Gehirnwellen, winzige Spannungsänderungen, die durch elektrische Aktivität des direkt darunter liegenden Bereichs des Gehirns verursacht werden. Ärzte haben gelernt, Muster in der resultierenden Grafik zu erkennen, die konsistent auf bestimmte neurologische Störungen hinweisen, einschließlich der häufigsten – Epilepsie.
Epilepsie ist durch unkontrollierbare Anfälle gekennzeichnet, die oft von Bewusstlosigkeit und Muskelkrämpfen begleitet werden. Sie sind im Wesentlichen das Ergebnis einer elektrischen Überlastung des Gehirns und können nach der Auslösung des Ereignisses kategorisiert werden. Viele Epileptiker, die einst als körperlich behindert galten, konnten ihren Zustand mit modernen Antikonvulsiva, die erstmals in den 1990er Jahren eingeführt wurden, in den Griff bekommen.
Unter den vielen Arten von Epilepsien sind diejenigen besonders schwierig zu behandeln, die durch eine bestimmte Stelle des Gehirns ausgelöst werden oder von dieser ausgehen. Ein EEG kann die allgemeine Lage identifiziert haben, aber Bilder haben möglicherweise keine ungewöhnlichen Anomalien gezeigt. Wenn Medikamente wirkungslos sind, hat ein Neurologe möglicherweise keine andere Möglichkeit, als eine Kraniotomie durchzuführen, bei der der Schädel, ein Abschnitt des Schädelknochens, entfernt wird. Eine direkte visuelle Untersuchung des exponierten Gehirns kann eine Narbe oder eine andere wahrscheinliche Ursache zeigen.
In diesem Stadium führt der Neurochirurg normalerweise eine Elektrokortikographie durch. Ähnlich wie bei einem EEG wird ein kleineres und feineres Netz von Elektroden direkt auf das Gehirn gelegt, um die elektrische Aktivität der Region aufzuzeichnen. Dies wird den scheinbaren Ursprung epileptischer Episoden, auch epileptogene Zone genannt, lokalisieren. Die Lage ist in der obersten Schicht des Gehirns, der sogenannten Großhirnrinde, angegeben.
Das Entfernen der beleidigenden Zone entfernt den Auslöser von Anfällen. Das Hauptziel des Chirurgen besteht darin, so wenig Hirngewebe wie nötig chirurgisch zu entfernen. In Verbindung mit der Elektrokortikographie kann der gesamte Bereich um eine epileptogene Zone mit direkter kortikaler elektrischer Stimulation (DCES) untersucht werden. Das Verfahren verwendet einen Handzeiger, der einen leichten elektrischen Schlag abgibt. Unter örtlicher Betäubung und bei Bewusstsein kann der Patient ein Gefühl oder eine Muskelbewegung durch die Stimulation melden.
Die Elektrokortikographie kann einen Bereich von etwa 0.4 cm (1 Zoll) im Quadrat identifizieren. Mit dem DCES-Mapping kann ein Chirurg dies auf einen noch kleineren Bereich für die chirurgische Entfernung eingrenzen. Dabei ist er in der Lage, schädigende Bereiche des gesunden Gehirns zu vermeiden, die für normale menschliche Funktionen kritisch sein können.