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Relationship of the magnetoencephalogram to abnormal activity in the electroencephalogram

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Summary

The EEG and also the MEG were recorded simultaneously from 10 patients with various types of EEG abnormalities; the characteristics of the MEG and its relationship to the EEG were investigated with the use of a digital computer. Examples are shown in which the EEG activity is poorly represented in the MEG and include one configuration of a slow wave with a slow descending limb (intermixed with a more sinusoidal waveform), posterior slow waves and the wave of the 3/sec spike and wave complex. Magnetic theory would suggest that these patterns are associated with dipolar sources oriented radially or perpendicularly to the outer surface of the cortex and each pattern is discussed in relation to this possibility. Examples are shown in which a given pattern is well represented in both MEG and EEG recordings. These include eye-blink artifact, slow waves from a tumor, diffuse theta activity, sinusoidal anterior delta rhythms and the spike of the 3/sec spike and wave complex. Magnetic theory would suggest that these patterns are likely associated with a dipolar source oriented tangentially or parallel to the cortex's surface and each pattern was appropriately discussed. An example is shown of a horizontally oriented delta EEG focus and its corresponding longitudinally oriented magnetic field. The few examples of activity recorded better in the MEG than EEG include some rare instances of slow waves associated with a known tumor, alpha activity in a patient with diffuse delta rhythms and the harmonic components of the 3/sec spike and wave complex. The MEG, as recorded with this particular magnetometer, tending to show diffuse, non-localizable changes associated with localized EEG abnormalities may have its maximum value in helping to determine the dipolar orientation of various EEG waveforms by simultaneously recording the MEG and EEG and also occasionally in its ability to record activity that is not found in the EEG.

Zusammenfassung

Bei 10 Patienten mit verschiedenen Anomalien im Elektroencephalogramm wurde nebst dem EEG auch das Magnetoencephalogramm (MEG) abgeleitet. Mit Hilfe eines Digitalcomputers wurden die Charakteristika des MEG im Vergleich zum EEG analysiert. An Beispielen wird dargelegt, wie die EEG-Aktivität im MEG nur spärlich zur Darstellung gelangt, z. B. eine langsame Welle mit nur langsam absteigendem Schenkel (mit einer zusätzlichen mehr sinusartigen Wellenform), okzipitale langsame Wellen und die Welle des 3/Sekunden spike wave Komplexes. Die Magnettheorie würde nahelegen, daß diese Konfigurationen mit einer dipolaren Quelle, welche radial oder senkrecht zur äußeren Oberfläche des Kortex verlaufen, in Zusammenhang stehen, und jede der genannten besondern Beschaffenheiten wird mit Bezug auf diese Theorie diskutiert. Es werden im weiteren Beispiele gezeigt, in welchen eine bestimmte Beschaffenheit sowohl im MEG als auch im EEG gut zur Darstellung gelangt. Dies gilt z. B. für die Augenartefakte, für langsame Wellen bei einem Tumor, für diffuse Thetaaktivität, für sinusoidale vordere Deltarhythmen und für die Spitzen der 3/Sekunden spike wave Komplexe. Die Magnettheorie würde nahelegen, daß diese Beschaffenheiten wahrscheinlich mit einer dipolaren Quelle, welche tangential oder parallel zur Hirnoberfläche verläuft, zusammenhängt, und in diesem Lichte werden die einzelnen Formen diskutiert. Ein Beispiel eines horizontal orientierten Delta-EEG-Fokus und des dazugehörigen längsorientierten Magnetfeldes wird angeführt. Die wenigen Beispiele von Aktivität, die besser im MEG als im EEG zur Darstellung gelangt, umfassen einige seltene Beispiele von langsamen Wellen, die mit einem nachgewiesenen Tumor zusammenhängen, von Alpha-aktivität in einem Patienten, der zugleich diffuse Deltarhythmen aufweist und die harmonischen Komponenten der 3/Sekunden spike wave Komplexe. Das MEG, sowie es mit dem hier verwendeten besonderen Magnetometer registriert wird, hat die Tendenz, diffuse, nicht lokalisierbare Veränderungen zu zeigen, welche mit lokalisierten EEG-Anomalien verbunden sind. Es dürfte vor allem wertvoll bei der Feststellung der polaren Orientierung verschiedener Wellenformen im EEG sein, aufgrund gleichzeitiger Ableitung von MEG und EEG und vermag im weitern gelegentlich Aktivitäten aufzuzeigen, die dem EEG entgehen.

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Hughes, J.R., Cohen, J., Mayman, C.I. et al. Relationship of the magnetoencephalogram to abnormal activity in the electroencephalogram. J. Neurol. 217, 79–93 (1977). https://doi.org/10.1007/BF00312921

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