Somatotope Organisation des sekundären somatosensorischen Kortex des Menschen

Abstract

In der vorliegenden Arbeit konnte mittels fMRT unter peripherer unilateraler elektrischer Stimulation gezeigt werden, dass die Prozessierung einfacher nicht-schmerzhafter somatosensorischer Informationen durch die Aktivierung eines Netzwerks verschiedener kortikaler Areale des Menschen erfolgt. Dabei wiesen die einzelnen Areale innerhalb dieses Netzwerkes unterschiedliche Organisationsprinzipien hinsichtlich der Repräsentation der Körperoberfläche auf. Im primären somatosensorischen Kortex (SI) konnte die bekannte hochaufgelöste somatotope Repräsentation der kontralateralen Körperoberfläche nachgewiesen werden, für Finger II versus Finger V sogar für verschiedene SI- Areae (Area 3b und Area 1/2). Im Gegensatz dazu wies der sekundäre somatosensorische Kortex (SII) eine geringer aufgelöste Somatotopie auf. Dabei waren die beiden Finger überlappend inmitten des parietalen Operkulum repräsentiert, während sich die Repräsentation der Großzehe in SII deutlich medial dieser im Fundus des Sulcus lateralis fand, nahe des posterioren Poles der Insula. In höheren, z.T. multimodalen kortikalen Arealen (u.a. posterior- parietaler Kortex, supplementär- und cingulomotorisches Areal, insulärer Kortex) konnte keine somatotope Organisation nachgewiesen werden. Diese Abnahme der Feinheit der somatotopen Organisation von SI über SII bis hin zu höheren kortikalen Arealen dürfte letztlich Ausdruck einer zunehmenden Integration der somatosensorischen Informationen sein.

In this work it was demonstrated by using fMRI that a network of distinct human cortical areas is involved in the processing of somatosensory information resulting from non-painful peripheral unilateral electrical stimulation. The respective cortical areas in this network differed in their functional organization with regard to the representation of different body sites. In the primary somatoensory cortex (SI) of the contralateral hemisphere, a somatotopic organization of high resolution could be demonstrated, in which the two fingers (second and fifth finger) exhibited distinct representations even in the different subareas of SI (area 3b and area 1/2). In contrast, somatotopy in SII appeared to be less fine-grained with overlapping representations for the two fingers in the midst of the parietal operculum, but a distinct representation of the hallux in the depth of the lateral sulcus, near the posterior pole of the insula. In higher order cortical areas, such as the posterior parietal cortex, SMA and CMA, and the insula, no somatotopic organization could be found. This decrease in the degree of somatotopic organization from primary to secondary and further higher cortical areas presumably reflects the increasing degree of integration concerning the processing of somatosensory information.