Gedanken sichtbar machen – funktionelle Magnetresonanztomographie in der Hirnforschung

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Die funktionelle Magnetresonanztomographie

Die funktionelle Magnetresonanztomographie

Bildgebende Verfahren sind als diagnostische Hilfsmittel aus der heutigen Medizin nicht mehr wegzudenken. Röntgen, CTs und MRTs sind an der Tagesordnung. Dabei ist das sogenannte fMRT eine spezielle Form der Magnetresonanztomographie. Das f steht in diesem Falle für die Bezeichnung „funktionell“. Doch was verbirgt sich dahinter und wozu dient die funktionelle Magnetresonanztomographie?

Zurückführen lässt sich das Verfahren auf den Physiker Kenneth Kwong. Gemessen werden Veränderungen der Durchblutung bestimmter Hirnregionen, wodurch das arbeitende Gehirn sichtbar gemacht werden kann. Wenn wir zum Beispiel einen unserer Finger beugen oder einen Text vorlesen, so sind bestimmte Areale aktiv, was bedeutet, dass dort in diesem Moment Energie verbraucht wird. Dies nutzt das fMRT, indem es den unterschiedlichen Sauerstoffgehalt der roten Blutkörperchen sichtbar macht. Der Unterschied zwischen sauerstoffhaltigem und sauerstoffarmem Hämoglobin macht sich dann anhand des sogenannten BOLD-Effektes bemerkbar.

Wird ein bestimmtes Areal im Kortex aktiv, so steigt der Stoffwechsel, wodurch ein erhöhter Blutfluss entsteht (sogenannte neurovaskuläre Kopplung). Das Verhältnis von Oxyhämoglobin und Desoxyhämoglobin verschiebt sich und gleichzeitig ergibt sich eine Magnetfeldveränderung, welche im fMRT sichtbar gemacht werden kann. Ein hoher Sauerstoffgehalt bedeutet also, dass man indirekt darauf schließen kann, dass in diesem Areal gerade Aktivität herrscht. Dabei ist es auch möglich, Abstufungen des Aktivitätsniveaus anhand verschiedener Farben zu definieren. Die Farbskala reicht von gelb (schwache Aktivierung) bis rot (starke Aktivierung). Der Computer ordnet die stimulierten Areale zu guter Letzt räumlich zu, wodurch sich ein sehr genaues anatomisches Bild ergibt.

Der Vorteil von einem fMRT ist also, dass Nervenzellaktivitäten millimetergenau geortet werden können. Dies ermöglicht es uns, neue Eindrücke über die Funktionsabläufe des menschlichen Hirns zu gewinnen. Es gilt jedoch zu bedenken, dass es eine Latenzzeit zwischen dem Sichtbarwerden und der tatsächlichen Aktivität gibt.
Zum Einsatz kommt ein fMRT heutzutage vor allem zur OP-Vorbereitung bei neurochirurgischen Eingriffen und in der Hirnforschung.

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Author: Astrid Kramer

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