Funktionelle Magnetresonanztomografie

Die Funktionelle Magnetresonanztomografie (von griechisch tomós Schnitt, gráphein schreiben), abgekürzt fMRT oder fMRI (für functional magnetic resonance imaging), ist ein bildgebendes Verfahrenmit hoher zeitlicher Auflösung zur Darstellung von aktivierten Strukturen im Inneren des Körpers, insbesondere des Gehirns.

Einführung

Die fMRT zeichnet nicht nur einzelne Bilder auf wie bei der Magnetresonanztomografie (MRT), sondern einen zeitlichen Verlauf. Dadurch können auch Erregungsänderungen im Gehirn im Laufe von Denkprozessen sichtbar gemacht werden. Häufig werden dem Probanden während der Untersuchung Sinnesreize (z.B. Bilder) vorgeführt.

Vor allem die Neurologieund Neuropsychologieprofitieren von den Möglichkeiten der fMIRT. So konnten zum Beispiel durch Vergleichsstudien mit fMRT zwischen Menschen, die an psychischen Störungen, wie Depressionen, Angst-und Zwangsstörungenleiden, und gesunden Kontrollpersonen deutliche und z.T. chronifizierte Unterschiede im Hirnstoffwechselnachgewiesen werden, während die "klassischen" bildgebenden Verfahren (Magnetresonanztomografie, Computertomografie) keine Hinweise auf hirnanatomischeUnterschiede erbracht hatten.

Technik

Die funktionelle Kernspintomografie (fMRT, fMRI) stellt eine Möglichkeit dar, funktionelle Zusammenhänge biologischer Strukturen (meist die Stoffwechselaktivitätvon Hirnarealen) darzustellen. Hierbei macht man sich die unterschiedlichen magnetischen Eigenschaften von oxygeniertem und desoxygeniertem Blutzu nutze (BOLD-Effekt). Bei der nachzuweisenden Stimulation von Kortexarealenkommt es zu einer Steigerung des Stoffwechsels, wodurch das aktivierte Areal mit einem erhöhten regionalen zerebralen Blutfluss reagiert. Dies bewirkt eine Verschiebung des Verhältnisses von oxigeniertem zu desoxigeniertem Hämoglobin, woraus eine Veränderung der effektiven Querrelaxationszeitund damit eine Signaländerung resultiert. Aufnahmen zu zwei unterschiedlichen Zeitpunkten (Ruhezustand und stimulierter Zustand) können (wie auch z.B. bei der digitalen Subtraktionsangiografie) durch statistische Testverfahren miteinander verglichen und die Unterschiede (=stimulierte Areale) räumlich zugeordnet und dargestellt werden.

Grenzen

Im Vergleich zu den anderen etablierten nicht-invasiven neurophysiologischen Untersuchungsmethoden, etwa EEG/ERP, zeigt das (verhältnismäßig junge) fMRI zwar deutlich mächtigere Möglichkeiten in der räumlich-lokalisierenden Untersuchung, aber eine prinzipbedingt sehr viel kleinere zeitliche Auflösung. Desweiteren ergibt sich aus der Beobachtung eines indirekten Faktors (nicht direkt der neuronalen Aktivität, sondern deren Stoffwechsel) eine zusätzliche Unsicherheit.

Beispielbilder

Die nachfolgenden Bilder zeigen fMRT Aufnahmen zweier Probanden, die dazu aufgefordert wurde eine bestimmte Bewegung mit ihrer linken Hand auszuführen. Die farbig dargestellten Bereiche symbolisieren eine hohe Hirnaktivität. Je weiter die Farbe ins gelbliche abweicht, desto wahrscheinlicher ist die Aktivität. Die Darstellung der Hirnaktivität erfolgt über die BOLDAntwort der Hirnregionen (siehe oben). Die Bilder entstanden an einem MRT-Gerät der Firma General Electricbei einer Magnetfeldstärke von 1,5 Tesla.

• Weiteres Beispielbild

Siehe auch

• Computertomografie(CT)
• Magnetresonanztomografie(MRT)
• Magnetoenzephalographie(MEG)

Weblinks

• fMRT-Projekt an der HAW HamburgWeitere Beispielbilder zum Thema fMRT

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