Reaktion des somatosensiblen Systems auf Stimuli unterschiedlicher Länge

Albermann, Matthias GND

Durch die Verbesserung der technischen Möglichkeiten des Magnetresonanztomographen und die Entdeckung des blood oxygenation level dependent-Effekt (BOLD-Effekt), steht eine Untersuchungsmöglichkeit zur Verfügung, die ein völlig neues Feld der Grundlagenforschung im Bereich der funktionellen Abläufe des Zentral-Nervensystems eröffnet. Im kurzen Zeitraum von der Entwicklung im Jahre 1977 bis heute wurde einer Vielzahl an Fragestellungen nachgegangen. Im Bereich des somatosensiblen Systems waren dies insbesondere die Schmerzverarbeitung und die unterschiedlichen zentralen Reaktionen auf somatosensible Stimuli verschiedenster Stärke. Dabei wurde der Einfluss der Signallänge vernachlässigt. Es wird allgemein davon ausgegangen, dass eine Verkürzung der Stimulationsdauer eine verminderte Signalstärke nach sich zieht. Ob jedoch die Reizdauer auch einen Einfluss auf die Anzahl der im Gehirn aktivierten Gebiete besitzt, ist nicht eingehend nachgeprüft worden. Aus diesem Grund wurde in der vorliegenden Untersuchung ein Reiz-setup gewählt, das Stimuli von drei verschiedenen Längen beinhaltet. Die Reizstärke blieb dabei jedoch konstant. Das Reiz-setup bestand im Einzelnen aus einer Block-Stimulation von 25 Sekunden, einer event-related-Stimulation von 2,5 Sekunden und einer event-related-Stimulation von 0,3 Sekunden Länge. Per Elektrostimulator wurde der rechte N. medianus proximal des Handgelenkes gereizt. Durch einen Magnetresonanztomographen mit einer Feldstärke von 3 Tesla wurde die zentrale BOLD-Signalantwort gemessen. Anschließend erfolgten die Aufarbeitung und statistische Auswertung der ermittelten Daten mit einer Software (LIPSIA). In den gemessenen Daten wurden 14 Regionen identifiziert, die bei der angewandten Stimulation mit Aktivität reagierten. Für diese wurde anschließend der zeitliche Verlauf des BOLD-Signal berechnet. Es wurde jeweils die maximale Signalstärke ausgemessen und nach Stimulationsart geordnet. Daraus ergab sich für jede der 14 Regionen eine gemittelte absolute Signalstärke. Diese Untersuchung führte zu folgenden Ergebnissen: (1) Im Vergleich der aktivierten Gebiete des Zentral-Nervensystems konnte nachgewiesen werden, dass eine Stimulationsdauer von mittlerer Länge im Vergleich zu längeren bzw. kürzeren Stimulationsdauern eine signifikant höhere Anzahl an Regionen aktiviert. Es konnte weiter gezeigt werden, dass kein einfaches proportionales Verhältnis zwischen Reizdauer und Signalstärke besteht. Dieses Ergebnis sollte bei der Planung und Festlegung eines Paradigmas zukünftig mit in Betracht gezogen werden. (2) Im ipsilateralen primären somatosensiblen Kortex konnte eine Deaktivierung beobachtet werden, die proportional zur absoluten Aktivierung der kontralateralen Gegenseite ausgeprägt ist. Eine Ursache für die zeitgleiche Deaktivierung ist bisher nicht bekannt. (3) Bei der Suche nach habituierendem Verhalten wurde in zwei Regionen Anzeichen für ein solches beobachtet. Zum einen handelt es sich dabei um die oben beschriebene deaktivierte Region im ipsilateralen Kortex, und zum anderen ist dies eine Region im Grenzgebiet von Brodmann Area 5 und 7. Da die beiden aufgezählten Regionen nicht zum traditionellen somatosensiblen Kortex gehören, ist eine Habituation an diesen Orten und ihre genaue Funktion von besonderem Interesse.

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Albermann, Matthias: Reaktion des somatosensiblen Systems auf Stimuli unterschiedlicher Länge. 2008.

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