zur Navigation zum Inhalt
 
Radiologie 30. Juni 2005

Den Geheimnissen des Gehirns auf der Spur

"Die Darstellung funktioneller und struktureller Charakteristika neuronaler Netzwerke gewinnt in der Psychiatrie zunehmend an Bedeutung", betont Doz. Dr. D. F. Braus vom Zentralinstitut für Seelische Gesundheit in Mannheim. Dabei spiele die diffusionsgewichtete MRI eine wichtige Rolle. Die 1985 von dem französischen Neuroradiologen Dr. Denis Le Bihan erstmals beschriebene Technik beruht darauf, dass Moleküle in Flüssigkeiten und Gasen der ungeordneten Brownschen Bewegung unterliegen. Bei normaler Körpertemperatur beträgt dabei die durch Diffusion bedingte Ortsveränderung von Wassermolekülen in biologischen Geweben innerhalb eines Zeitraums von 50 Millisekunden rund 17 Mikrometer. Die Diffusion wird durch Barrieren wie Zellwände oder membranöse Strukturen innerhalb der Zellen eingeschränkt.

Räumliche Verteilung der Wassermolekül-Mobilität

Dies macht sich die diffusionsgewichtete MRI (Magnetresonanz-Imaging) zunutze. Sie gibt Auskunft über die räumliche Verteilung der Wassermolekül-Mobilität und liefert damit Hinweise auf die morphologische Integrität der weißen und grauen Substanz des Gehirns. Ischämische sowie entzündlich-demyelinisierende Gewebeveränderungen des Gehirns beeinflussen das Diffusionsverhalten von Wassermolekülen. "Daher hat die diffusionsgewichtete MRI im Rahmen der Frühdiagnostik zerebraler Ischämien und der Darstellung von Gewebeveränderungen bei der Multiplen Sklerose große praktische Bedeutung gewonnen", erklärt Braus.

Informationen über Verlauf zerebraler Faserverbindungen

Eine aktuelle Weiterentwicklung ist die Diffusions-Tensor-Bildgebung (DTI), die zusätzlich eine genaue Charakterisierung der Mobilität der Wassermoleküle in allen drei Raumrichtungen erlaubt. "Entlang der Nervenfasern ist dabei die Beweglichkeit größer als senkrecht zum Faserverlauf", so Le Bihan. Letztlich ergeben sich auf diese Weise Informationen über den Verlauf (und die Integrität) zerebraler Faserverbindungen. Le Bihan: "Dies ist mit einem nächtlichen Blick aus dem Flugzeug zu vergleichen. Sie sehen die Lichter von fahrenden Autos und können daraus den Verlauf und die Verbindung von Straßen ableiten."

Funktionen und Dysfunktionen

Auch wenn bisher nur in eher wenigen Untersuchungen versucht wurde, die Verknüpfung klinischer, funktioneller und feinmorphologischer Daten anzustreben, erwartet Le Bihan für die nähere Zukunft, dass die Diffusions-Tensor-Bildgebung einen wichtigen Beitrag dazu liefern wird, Funktionen und Dysfunktionen des Gehirns besser zu verstehen. Auch Braus meint, dass "speziell der kombinierte Einsatz von DTI und funktioneller Magnetresonanz-Tomographie uns bei der Überprüfung pathogenetischer Konzepte von seelischen Erkrankungen und der Identifizierung von Risikopopulationen helfen kann". 

Bei all diesen Zukunftsvisionen müsse aber auch an den enormen technischen Aufwand und die Probleme mit Artefakten (Hintergrund-rauschen) gedacht werden. "Um die gewonnenen Daten sinnvoll interpretieren zu können, sind darüber hinaus Kenntnisse in Physik, Neurophysiologie, Histomorphologie, Biophysik und Statistik unbedingt notwendig, weshalb sich interdisziplinäre Arbeitsgruppen bewährt haben", so Braus abschließend.

Zu diesem Thema wurden noch keine Kommentare abgegeben.

Medizin heute

Aktuelle Printausgaben