Dokument: Analyse und Computersimulation der Organisation und funktionellen Bedeutung thalamo-präfrontaler Projektionen

Titel:	Analyse und Computersimulation der Organisation und funktionellen Bedeutung thalamo-präfrontaler Projektionen
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=2980
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20041215-000980-2
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Kamper, Lars [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 847,5 KB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 09.02.2007 / geändert 09.02.2007
Beitragende:	Prof. Dr. Kötter, R. [Gutachter] Prof. Dr. med. Amunts, Katrin [Gutachter]
Stichwörter:	Konnektivität, Makake, Computersimulation, Datenbank, Schizophrenie, Thalamus
Dewey Dezimal-Klassifikation:	600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit
Beschreibung:	Einleitung: Struktur und Funktion des Gehirns stehen in einem engen Zusammenhang. Die detaillierte Aufklärung solcher Zusammenhänge stellt heute eine der wichtigsten Aufgaben der Hirnforschung dar. Insbesondere spielt die Konnektivität in systemtheoretischen Konzepten kognitiver Funktionen eine zentrale Rolle. Im Rahmen der vorliegenden Dissertation wurden die Organisation und Bedeutung thalamo-kortikaler Projektionsfasern und intra-kortikaler Assoziationsfasern analysiert. Zur Untersuchung möglicher Struktur-Funktionsbeziehungen wurden die anatomischen Daten mit funktionellen Befunden in Bezug gesetzt und auf Veränderungen bei Schizophrenie untersucht. Methoden: In der hier vorliegenden Dissertation wurden thalamo-präfrontale Verbindungsmuster anhand anatomischer Konnektivitätsdaten aus Tracingstudien mittels moderner Datenbankanwendungen systematisch und standardisiert ausgewertet. Die Organisation der thalamo-präfrontalen Projektionen wurde anhand unabhängiger multivariater Analysen (multidimensionale Skalierung und hierarchische Clusteranalyse) ausgewertet. Anschließend wurde der funktionelle Einfluss von strukturellen Veränderungen auf die Aktivitätsausbreitung im thalamo-präfrontalen Netzwerk sowie ein möglicher Zusammenhang zwischen der Morphologie und funktionellen Befunden anhand von Computermodellen untersucht. Ergebnisse: 1) Im thalamo-präfrontalen Netzwerk gliederten sich die thalamischen Oberkerne in zwei Gruppen mit den assoziativen-, limbischen- und intralaminären Kernen in der ersten und mit den klassischen Relais-Kernen sowie dem Nucleus reticularis in der zweiten Gruppe. Die Untersuchung des Nucleus mediodorsalis (MD), des Pulvinars (Pul), des anterioren Kernkomplexes ergab eine deutliche Differenzierung der Unterkerne. Auch die Analyse des präfrontalen Kortex ergab eine Gliederung in zwei Hauptgruppen mit den Arealen 11, 12, 14, 25, 46, 8A in der ersten und den Arealen 10, 13, 45, 8B, 9 in der zweiten Gruppe. 2) Die Simulation von thalamo-präfrontaler Aktivierung zeigte, dass eine signifikante präfrontale Aktivitätsänderung nur entsteht, wenn neben den thalamo-präfrontalen auch die intra-präfrontalen Verbindungsmuster verändert wurden. Die Nachbildung des Effektes von pathologischen Befunden in einer zweiten Simulation erlaubte die Überprüfung einer hypothetischen kortikalen Anpassung an reduzierte thalamische Eingänge. Abhängig von der Quelle der Aktivierung konnte sowohl eine pathologisch verminderte (Hypofrontalität) als auch eine pathologisch vermehrte Aktivierung (Hyperfrontalität) in den kortikalen Zielarealen beobachtet werden. Diskussion: Die multivariaten Analysen ergaben bezüglich der thalamischen Kerngebiete einen deutlichen Zusammenhang zwischen Anzahl der präfrontalen Efferenzen und der anatomischen Kernlokalisation: Die thalamischen Unterkerne mit zahlreichen präfrontalen Projektionen liegen vornehmlich im medialen bzw. paraventrikulären Bereich des Thalamus, während die Kerne mit wenigen oder fehlenden Projektionen fast ausschließlich im lateralen Kernkomplex lokalisiert sind. Diese strukturellen Beziehungsmuster bestätigen die These der Kerngrenzen übergreifender, parasagittal verlaufender Quellen thalamo-kortikaler Projektionen (Kievit et al. 1977). Des Weiteren dienen die Projektionsmuster der Unterkerne des Nucleus mediodorsalis als Erklärungsansatz für die funktionelle Segregation von Projektionsschleifen zwischen Basalganglien, Thalamus und dem präfrontalen Kortex (Alexander et al. 1986). Im Gegensatz zur klaren topographischen Gliederung der thalamischen Kerne zeigte die Gliederung der präfrontalen Areale eine Überschreitung makroanatomisch definierter Regionen. Die Simulationsergebnisse geben Hinweise dafür, dass strukturelle Veränderungen in MD nicht alleine für veränderte präfrontale Aktivitätsmuster bei schizophrenen Patienten verantwortlich sind. Dies stimmt mit den weit verbreiteten Thesen über neuropathologische präfrontale Veränderungen überein. Selemon & Goldman-Rakic (1999) postulierten z. B. die These einer präfrontalen Neuropilreduzierung bei Schizophrenie. Dieser Befund liefert eine mögliche Erklärung für widersprüchliche Aktivierungsbefunde bei schizophrenen Patienten.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Medizinische Fakultät
Dokument erstellt am:	15.12.2004
Dateien geändert am:	12.02.2007
Promotionsantrag am:	18.11.2004
Datum der Promotion:	18.11.2004