Bestimmung der motorischen Zentralregion durch Darstellung von zwei Aktivierungsarealen im Bereich des frontalen und des posterioren parietalen Kortex mit Hilfe der funktionellen Kernspintomographie

Abstract

Die funktionelle Kernspintomographie (fMRT) ist eine nicht invasive Untersuchungsmethode, die präoperativ ermöglicht, aktivierte Gehirnareale zu bestimmen. Für das Experiment wurde ein neuartiges, visuelles Paradigma entwickelt, welches 19 Versuchspersonen durch eine spezielle Optik präsentiert wurde. Das so genannte "Tunnel-Paradigma" vermittelt visuell den Eindruck von Eigenbewegung im Raum, ohne dass eine aktive Bewegung durchgeführt werden muss. Die Erstellung der funktionellen Bilder erfolgte durch das Computerprogramm Brain Voyager Version 4.2 (R. Goebel, Maastricht). Die funktionellen Daten wurden anhand der Korrelationsanalyse mit einem Schwellenwert von r > 0,6 ausgewertet. Bei allen Probanden konnten zwei verschiedene signifikante Aktivierungsareale ermittelt werden, die dem frontalen prämotorischen Kortex und dem posterioren parietalen Kortex zugeordnet wurden. Diese Aktivierungen werden als zwei neue Landmarken angesehen, die anhand ihrer Lokalisation indirekt ermöglichen, den Sulcus centralis zu bestimmen. Die Landmarken können als zusätzliche Information zur Bestimmung der Zentralregion in der präoperativen Diagnostik eingesetzt werden. Dabei kann das visuelle Paradigma auch bei Patienten mit motorischen Einschränkungen, bedingt durch Paresen oder gestörte Bewegungsabläufe, benutzt werden. Die mittels der fMRT erweiterten Erkenntnisse über funktionell bedeutsame Hirnareale können eine sichere Operationsplanung ermöglichen und postoperative neurologische Defizite reduzieren. Die gewonnenen Daten unterstützen die Annahme, dass es bei Menschen ein neuronales Netzwerk gibt, welches wie aus Studien bei Macaquen bekannt ist, frontale prämotorische und posteriore parietale Regionen miteinander verbindet, um eine Bewegungsverarbeitung zu ermöglichen.

Functional magnet resonance tomography (fMRI) is a non-invasive method for detecting activated areas of the human brain prior to neurosurgery. In this thesis a new exclusively developed visual task "tunnel" was presented to 19 healthy participants. This task was called "tunnel" as it simulates an impression of movement in space without any active movement of the participants. Thus it is helpful for patients with neurological deficits, such as paresis. The MR images were analysed using the software programme "Brain Voyager Version 4.2" (R.Goebbel, Maastricht). All functional data was computed to a correlation-analysis at a threshold r > 0.6. The results can be summarised as followed: All 19 subjects showed two specific activated regions. The first activation was located on the frontal cortex according to the premotor cortex, the second activation was localised on the posterior parietal cortex. These activations can be seen as two new landmarks which can be used for indirectly localising the sulcus centralis due to their localisation. These new landmarks can be used to achieve additional pre-operative information on the localisation of the sulcus centralis for detecting the motor cortex. Thus, the new landmark can improve the pre-operative planning and thereby reduce post-operative neurological deficits. The results suggest the thesis that the neuronal network of the human brain has a comparative structure to the fronto-parietal network of the macaquen brain, which allows a planning and processing of visual guided movements.