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ZusammenfassungDrogen können sowohl die Funktion wie auch die Struktur des Gehirns verändern. Gelegentlicher oder regelmäßiger Drogenkonsum ist in der Bevölkerung weit verbreitet. Daher ist die Kenntnis möglicher Nebenwirkungen und charakteristischer Bildbefunde bei Untersuchungen des Gehirns für den klinischen Alltag wichtig. Dieser Artikel beschreibt die für die am weitesten verbreiteten Substanzen typischen Komplikationen und morphologisch-radiologischen Veränderungen. Zu den möglichen Pathomechnismen gehören neurotoxische Effekte, die zu Leukenzephalopathie oder Hirnatrophie führen können, und vaskuläre Komplikationen wie Vasokonstriktion, Vaskulitis oder Hypertonus, durch die es zu intrazerebralen Blutungen oder Infarkten kommen kann. Da die klinische Präsentation oft unspezifisch ist, und die betroffenen Patienten ihren Drogenkonsum häufig verschweigen, ist das Erkennen typischer Bildbefunde essentiell für eine zuverlässige Diagnosestellung und zielgerichtete Therapie.

Objective: Previous functional magnetic resonance imaging (fMRI) studies in sighted individuals showed parahippocampal and fusiform activations during locomotor imagery, which were interpreted to reflect visuospatial navigation. Concurrent deactivations in multisensory vestibular and somatosensory cortical areas were interpreted to reflect suppression of vestibular and somatosensory input, in order to prevent adverse interactions of sensory signals with the optimized automated locomotion pattern. Blind subjects may use distinct sensorimotor strategies for locomotor control. Methods: We performed an fMRI study to compare blood oxygen level dependent (BOLD) activations and deactivations during the kinesthetic imagery of standing, walking, and running in seven congenitally totally blind subjects and seven sighted age-matched controls. Imagined lying served as the rest condition. Training of experimental tasks was performed before the fMRI experiment in all subjects. Results: As opposed to their sighted controls, congenitally totally blind individuals activated multisensory vestibular areas in the posterior insula and superior temporal gyrus during imagined locomotion. Congenitally blind individuals did not show activations in parahippocampal and fusiform regions during locomotor tasks. In the intergroup comparisons, congenitally blind subjects exhibited higher BOLD activity levels than sighted subjects in multisensory vestibular (posterior insula and adjacent temporal sites), somatosensory (postcentral gyrus), and primary motor cortical areas, while sighted subjects showed higher activity levels in the parahippocampal and fusiform gyri. Discussion: Our findings indicate that blind subjects rely more on vestibular and somatosensory feedback for locomotion control than sighted subjects. This appeared to be accompanied by enhanced voluntary motor control and enhanced motor-kinesthetic processing in the blind. Thus, we provide neuroimaging evidence of distinct sensorimotor strategies in the blind for locomotor control.

Fragestellung: Arbeitsgedachtnisleistungen als Teilbereich der exekutiven Funktionen scheinen bei schizophrenen Erkrankungen eine Schlusselfunktion zu besitzen. Funktionelle MRT Studien an diesem Patientenkollektiv belegen eine Storung kortikaler, subkortikaler als auch zerebellarer Regionen. Kognitive Disorganisation und Aufmerksamkeitsdefizite als typische psychotische Symptome werden als Konsequenz einer neuronalen Dyskonnektivitat postuliert. Ziel der Studie lag in der Verlaufsmessung zerebraler Aktivierungen schizophrener Patienten nach einer 12-wochigen psychopharmakologischen Behandlung mit dem Atypika Quetiapin. Methoden: Es wurden 12 unbehandelte und 12 alters-, handigkeits- und geschlechtsgematchte gesunde Probanden in einem fMRT Blockdesign zu Arbeitsgedachtnisleistungen untersucht. Die Verhaltensdaten umfassten Reaktionsgeschwindigkeit und Fehleranzahl. Es wurde ein 1.5 T Scanner verwendet (EPI, 64×64, 32 slices of 4mm thickness, FOV 256mm, voxel size: 4*4*4mm3, TE=60ms, TR=0,6ms, alpha=90°). Zur Analyse kam das Software Paket SPM99 zur Anwendung. Ergebnisse: Der Vergleich zum ersten Untersuchungszeitpunkt vor Behandlung zeigte bilaterale Hypoaktivierungen schizophrener Patienten in den Basalganglien, dem linken Thalamus, als auch dem DLPFC (dorsolateraler prafrontaler Kortex) und dem VLPFC (venterolateraler prafrontaler Kortex). Nach der pharmakologischen Behandlung zeigten Patienten einen Anstieg der Aktivierung im linken VLPFC und parietalen Arealen. In Kontrast zur Erstuntersuchung konnten keine Hypoaktivierungen der Patienten mehr im rechten DLPFC und den Basalganglien beobachtet werden. Die Analyse der Verhaltensleistung erbrachte eine Tendenz zur Verbesserung. Schlussfolgerungen: Die Ergebnisse sprechen fur eine Annaherung der zerebralen Aktivierungsmuster schizophrener Patienten an gesunde Kontrollprobanden durch eine psychopharmakologische Behandlung mit Quetiapin. Begleitet wir dies durch eine leichte Verbesserung der Arbeitsgedachtnisleistung.

Fragestellung: Funktionelle MRT Studien haben zur These eines gestorten Regelkreises zwischen prafrontalen, pallidostriatalen, thalamischen Regionen und der Amygdala gefuhrt. Um die neurophysiologischen Korrelate der Affektregulation und der Verarbeitung emotionaler Stimuli zu untersuchen eignet sich die Methode der funktionellen MRT. Das Ziel der Studie bestand in der Untersuchung der an emotionalen Prozessen beteiligten Strukturen bei depressiven Patienten im Vergleich zu gesunden Kontrollpersonen. Methode: Es wurden 12 depressive Patienten und 12 alters- und handigkeitsgematchte gesunde Kontrollpersonen mit einem Emotionsparadigma untersucht. Im Blockdesign wurden den Probanden Gesichter (traurig oder wutend) prasentiert. In der expliziten Bedingung bestand die Aufgabe in der Zuordnung der Gesichter mit identische Emotionen wahrend im impliziten Durchgang das Geschlecht zugeordnet werden musste. Die erfassten Verhaltensdaten beinhalteten Reaktionsgeschwindigkeit und den Anteil der korrekten Antworten. Ergebnisse: Patienten zeigten starkere Aktivierungen im Cingulum, dem frontalen Kortex und dem rechten postzentralen Gyrus. Der direkte Vergleich der impliziten und expliziten Bedingung zeigte fur Patienten im Vergleich zu Kontrollprobanden signifikante Hypoaktivierungen im linken superioren Temporallappen. Schlussfolgerungen: Zerebrale Aktivierungen des prafrontalen Kortex und des anteriore Cingulums spielen bei depressiven Erkrankungen eine zentrale Rolle. Die Ergebnisse bekraftigen eine gesteigerte Aufmerksamkeitszuwendung zu emotionalen (v.a. traurigen) Stimuli.

Hintergrund: Imaginiertes Gehen fuhrt zu einer funktions-kernspintomographisch darstellbaren Aktivierung eines frontoparietalen Netzwerks. Diese Studie erfolgte unter der Fragestellung, ob imaginiertes Kurvengehen und damit assoziierte Blickdeviationen zu einer asymmetrischen Aktivierung dieses Netzwerkes fuhren, wie dies fur die Fixation exzentrischer Blickziele gezeigt wurde (Deutschlander et al., Neuroimage, 2005). Methoden: Zunachst erfolgte eine Trainingsphase, wahrend der die Probanden jeweils funfmal eine durch auf dem Boden ausgelegte Sportmatten markierte Links-/Rechtskurve bzw. gerade Strecke abliefen. Wahrend des Trainings wurden die Augenbewegungen der Probanden videookulographisch aufgezeichnet. Der Kopf wurde zur Vermeidung unwillkurlicher Kopfwendungen durch eine Halskrause fixiert. Anschliesend erfolgte die Funktions-MRI-Messung, wahrend der die Probanden auf akustische Signale hin die vier Bedingungen „Stehen“, „Geradeausgehen“, „Linkskurve“ und „Rechtskurve“ aus der Eigenperspektive imaginieren sollten. Auch hier erfolgte eine videookulographische Aufzeichnung der Augenbewegungen. 12 Probanden wurden in die endgultige Auswertung eingeschlossen. Ergebnisse: Lokomotion fuhrte ahnlich wie vorbeschrieben (Jahn et al., Neuroimage, 2004) zu einer Aktivierung von Gyrus frontalis medius rechts, Gyrus frontalis inferior links, Lobulus parietalis inferior links, Insula links, Gyrus fusiformis rechts, Putamens beidseits und Cerebellum. Der Kontrast Kurvengehen vs. Geradegehen erbrachte Aktivierungen des Gyrus frontalis superior beidseits und des Vermis. Der Vergleich Linkskurve – Rechtskurve zeigte nur wenige Aktivierungen ohne klare richtungsassoziierte Hemispharendominanz. In der Videookulographie fanden sich bei allen Probanden ipsilateral zur vorgestellten Kurvenrichtung weisende Augenbewegungen. Schlussfolgerung

Fragestellung: Taktile Sinneseindrucke in der Nase spielen bei verschiedenen nasalen Funktionen, wie zum Beispiel der Atmung und dem Riechvorgang eine besondere Rolle. Die vorliegende Studie hat die Zielsetzung die Reprasentation des auseren Nasenflugels und der Nasenschleimhaut im humanen somatosensorischen Kortex mittels funktioneller Kernspintomographie zu untersuchen. Methode: Mit einem 1,5 Tesla klinischen Standard-Magnetresonanztomographen wurden 24 gesunde Rechtshander untersucht. Es wurde echoplanare Bildgebung (EPI) mit einer T2*-gewichteten Multischichtgradientenechosequenz verwendet. Taktile Stimuli wurden an zwei Stellen an der Nase der Probanden appliziert: am Ausenflugel der rechten Nasenseite und an der rechten lateralen Nasenschleimhaut. Die fMRT-Daten wurden mit SPM2 ausgewertet. Probandenweise wurde fur jede Bedingung (Stimulation des auseren Nasenflugels/der Nasenschleimhaut) das lokale Maximum im postzentralen Gyrus bestimmt und daraus jeweils ein Mittelwert gebildet. Auserdem wurden Gruppenanalysen fur jede der beiden Bedingungen durchgefuhrt. Ergebnisse: Die taktile Stimulation des rechten auseren Nasenflugels fuhrte zu Hirnaktivierungen im kontralateralen prazentralen Gyrus, im ipsilateralen Cerebellum und im kontralateralen postzentralen Gyrus. Hirnaktivierungen im kontralateralen postzentralen Gyrus, im ipsilateralen Cerebellum, im ipsilateralen frontalen inferioren Gyrus, im ipsilateralen rolandischen Operculum, im kontralateralen prazentralen Gyrus und bilateral in der Insula wurden nach Stimulation der rechten Nasenschleimhaut festgestellt. Der rechte ausere Nasenflugel wird durch die Koordinaten –54, –16, 40 und die Nasenschleimhaut durch die Koordinaten –59, –16, 32 reprasentiert. Die Nasenschleimhaut wird weiter lateral und weiter inferior als der ausere Nasenflugel im somatosensorischen Kortex reprasentiert. Schlussfolgerung: Die Ergebnisse der Studie hinsichtlich der Reprasentation des auseren Nasenflugels stimmen mit dem klassischen sensorischen Homunculus nach Penfield uberein. Zusatzlich konnte die Reprasentation der Nasenschleimhaut gezeigt werden, welche essentiell fur die Interpretation von funktionellen Kernspinstudien uber das olfaktorische System ist.

Fragestellung: Die Kenntnis der Lateralisation der Sprachfunktionen beim individuellen Patienten ist fur die Durchfuhrung neurochirurgischer Eingriffe von groster Wichtigkeit. Hierbei gewinnt die funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT) immer mehr an Bedeutung. Im Rahmen dieses Projekts sollten anhand von gesunden Probanden noch wesentliche Fragen zum Einfluss verschiedener Sprachparadigmen und der Handigkeit auf die Hemispharendominanz, sowie zur Reliabilitat der Ergebnisse beantwortet werden. Methoden: Drei Probandengruppen (jeweils 15 Rechts-, Links-, und Beidhander) wurden mit einer visuellen Sprachproduktionsaufgabe (Objekte benennen und Worter generieren) sowie einer auditiven Sprachrezeptionsaufgabe (Worter horen und Zielbegriff assoziieren) zweimal mittels fMRT untersucht. Die Nachverarbeitung erfolgte mit SPM. Pro Proband und Sprachaufgabe wurden Lateralisationsindizes (LI) fur das gesamte Sprachnetzwerk und fur definierte Regionen berechnet und die Unterschiede fur die Handigkeitsgruppen dargestellt. Auf der Grundlage der Wiederholungsmessungen wurden Reliabilitatskoeffizienten (RC) bezuglich der individuellen Aktivierungen und Korrelationskoeffizienten zur Ubereinstimmung der Laterateralisationsindizes berechnet. Ergebnisse: Sprachlateralisation: Linkshemispharische Sprachdominanz findet sich bei allen Rechtshandern mit der Produktionsaufgabe und bei 92,3% der Rechtshander mit der Rezeptionsaufgabe. Der prozentuale Anteil bihemispharischer Sprachlokalisation und rechtshemispharischer Dominanz ist bei den Linkshandern mit 46,2% in der Produktionsaufgabe und mit 30,8% in der Rezeptionsaufgabe am grosten. Rechtshemispharische Dominanz findet sich nur bei Linkshandern (15,4% in beiden Paradigmen). Reliabilitat der kortikalen Aktivierungen und der Lateralisationsindizes: Die generelle Reliabilitat von wiederholten fMRT-Aktivierungen ist in allen Probanden und untersuchten Regionen (Regions of Interest=ROI) im Rezeptionsparadigma deutlich erhoht. Analog hierzu ist auch die Wiederholbarkeit von Lateralisationsindizes im Rezeptionsparadigma verbessert (Tab.1). Schlussfolgerungen: Zerebrale Hemispharendominanz lasst sich mit funktioneller MRT reliabel bestimmen. Mit der komplexeren Sprachrezeptionsaufgabe, die ebenfalls eine produktive Komponente enthalt, konnen robustere und reliablere Aktivierungen erzielt werden. Bei Patienten mit vorhandenen sprachlichen Beeintrachtigungen kann auf die einfachere Sprachproduktionsaufgabe zuruckgegriffen werden.