Dokument: Neuroanatomische Korrelate der Performanz bei gezielten Armbewegungen - Eine multimodale MRT-Studie
| Titel: | Neuroanatomische Korrelate der Performanz bei gezielten Armbewegungen - Eine multimodale MRT-Studie | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=46753 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20180823-144911-5 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Feldmann, Tim [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof. Dr. med. Eickhoff, Simon B. [Gutachter] Prof. Dr.med. Dr.rer.pol. Caspers, Svenja [Gutachter] | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit | |||||||
| Beschreibungen: | Zusammenfassung
Die vorliegende Studie ist den kognitiven Neurowissenschaften zuzuordnen, welche sich unter anderem mit der Kartierung des Gehirns beschäftigt. Durch Forschungen in diesem Gebiet sind einige zerebrale Strukturen bekannt geworden, welche mit Motorik assoziiert sind. Dazu gehören unter anderem der primäre Motorcortex, die sekundär motorische Rinde (SMA, PMA), assoziative Felder (parietal, präfrontal), das Zerebellum oder der Thalamus. Ihre jeweilige Rolle in motorischen Netzwerken, sowie die auf spezifische Aspekte der Motorik bezogene Funktion sind hingegen noch nicht immer abschließend geklärt. Die Studie beschäftigt sich mit der Frage, welche zerebralen Gebiete mit einer besseren Leistung in einem Test mit gezielten Zeigebewegungen assoziiert sind und welche anderen Gebiete mit ebenjenen ein funktionelles Netzwerk bilden. Da als Methode eine multimodale MRT-Analyse gewählt wurde, welche bislang nur selten und mit kleinen Probandenzahlen angewandt wurde, ergibt sich sekundär die Frage, inwiefern der multimodale Ansatz geeignet ist, um funktionelle Systeme im Gehirn zu untersuchen. Die drei Modalitäten bestehen aus: (1) Der Voxel-basierten-Morphometrie (VBM), um lokale Unterschiede in dem Volumen an grauer Substanz über alle Probanden hinweg mittels Ganzhirnanalyse zu detektieren und auf Korrelationen mit der motorischen Leistung zu testen. (2) Der Diffusions-Tensor-Bildgebung (DTI), mittels derer man mit TBSS Unterschiede der großen Faserbahnen untersuchen kann. Dabei steht die Korrelation der Gerichtetheit der Fasern mit dem Volumen der zuvor mittels VBM detektierten Region im Mittelpunkt der Auswertungen. (3) Der Resting-State fMRT (RS), mit derer sich funktionell zusammen agierende Gebiete untersuchen lassen. Hier war von Interesse, ob es Zusammenhänge in der Aktivität der Region aus den VBM-Analysen und der Aktivität anderer Gebiete gibt und wie sich diese Zusammenhänge auf die motorische Leistung auswirken. Es wurde mittels VBM ein Bereich in den vorderen unteren Anteilen des linken unteren Parietalläppchens (IPL) gefunden, dessen Volumen mit der Leistung des motorischen Tests korreliert. Andere Studien zeigen, dass dort sensomotorische Integration, z.B. um die Stellung der Hand im Raum zu koordinieren, Hand-Objekt Interaktionen, sowie Planung und Durchführung von Zeigebewegungen eine wichtige Rolle spielen. Mittels DTI konnte gezeigt werden, dass vor allem die vorderen Anteile des Corpus Callosum (CC) umso gerichteter verlaufen, desto größer das Volumen in den umschriebenen Teilen des linken IPL ist. Es ist bekannt, dass die vorderen Anteile des CC wichtig für den interhemisphärischen Austausch von Motorinformationen sind. Vermutlich findet hierüber die Verbindung des linken IPL zu sekundärmotorischen und assoziativen Motorarealen der anderen Hemisphäre statt. Die Ergebnisse der RS Analyse zeigen, dass ein Gebiet im linken Thalamus, sowie ein Gebiet im rechten Pontozerebellum mit der Aktivität des umschriebenen Teils im linken IPL assoziiert sind, jeweils mit Einfluss auf die motorische Leistung. Die Ergebnisse stützen bisherige Informationen zum Zerebello-Thalamo-Kortikalen-Kreislauf, welcher z.B. wichtig für die Feinabstimmung von zielgerichteten Bewegungen und der Auge-Hand-Koordination ist. Zusammenfassend decken sich die Ergebnisse der Studie erstaunlich genau mit bereits bestehenden Erkenntnissen und vervollständigen so das Bild zum kortikalen Motorsystem. Daraus ergibt sich im Umkehrschluss, dass das multimodale Vorgehen ein sehr geeignetes Werkzeug der modernen Neurowissenschaften ist um funktionelle Systeme im Gehirn zu untersuchen.Abstract The following trial is part of the cognitive neuroscience, which, amongst others, deals with the mapping of the human brain. Through research in this area several cerebral structures that are related to motor functions have been detected. The primary motor cortex, the secondary motor cortex (SMA, PMA), associative areas (parietal, prefrontal), the cerebellum or the thalamus are just a couple of areas of the brain being related to motor functions. Their specific role in motoric networks and the specific aspects of motor function they perform in are nevertheless not yet thoroughly understood. The trial is dealing with the question which cerebral areas are related to a better performance in a simple finger pointing test and which other areas of the brain are within the same functional network. As the used method is a multimodal MRI analysis that has never been used in large trials before, the second question to be answered is, in how far this method can detect and analyze functional systems in the brain. The three modalities consist of: (1) Voxel based morphometry (VBM), to detect local differences of the volume of grey matter in all subjects by whole brain analysis and to test for correlations to motor performance. (2) Diffusion tensor imaging (DTI), by which it is possible to detect differences in the structure of white matter, especially of the large fiber tracts of the brain. Hereby the correlation between local directionality of white matter and the volume of the beforehand by VBM detected areas are of interest for the further analysis. (3) By resting state fMRI (RS), functionally parallel working areas can be investigated. The goal was to find areas whose activity was related to the volume of the VBM area and to investigate how these relations were effecting motor performance. By VBM an area in the fronto-caudal areas of the left inferior parietal lobule (IPL) was detected, in which the volume was correlated to the performance in the pointing test. Other trails suggest, that sensomotoric integration (e.g. for coordinating the position of the hand in space), hand object interactions, and planning and execution of pointing movements, are related to this area. By DTI it could be shown that especially rostral parts of the corpus callosum (CC) are more directional, the higher the volume in the detected areas of the VBM analysis was. It is known that the rostral parts of the CC are important for the interhemispheric exchange of motor information. Probably the left IPL is connected to secondary und associative motor areas of the other hemisphere through these parts of the CC. The findings of the RS analysis show that an area in the left thalamus and an area in the right pontocerebellum are correlated to the activity in the left IPL, each having effects on motor performance. The findings underline the previous understanding of the cerebello-thalamo-cortical circuit, which is important for fine adjustments of eye hand coordination. All together the results of the trial support current research and complete the understanding the cerebral motor networks. The reverse conclusion is, that the multimodal MRI method is a very eligible tool of modern neuroscience to examine functional networks in the human brain. | |||||||
| Lizenz: |  Urheberrechtsschutz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Medizinische Fakultät | |||||||
| Dokument erstellt am: | 23.08.2018 | |||||||
| Dateien geändert am: | 23.08.2018 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 06.02.2018 | |||||||
| Datum der Promotion: | 07.08.2018 |
