Dokument: Multimodale Kartierung von zwei Arealen im menschlichen Sulcus temporalis superior

Titel:	Multimodale Kartierung von zwei Arealen im menschlichen Sulcus temporalis superior
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=54264
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20200923-085252-9
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Zachlod, Daniel [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 6,70 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 21.09.2020 / geändert 21.09.2020
Beitragende:	Prof. Dr. med. Amunts, Katrin [Betreuer/Doktorvater] Prof. Dr. Fahlke, Christoph [Gutachter]
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie
Beschreibungen:	Der Sulcus temporalis superior (STS) spielt eine entscheidende Rolle bei der Integration von Informationen aus primär und sekundär sensorischen Arealen. Funktionelle Studien der letzten zwei Jahrzehnte belegten die Multimodalität des STS. Die Brodmann Karten, die oft zur Benennung der Aktivierungsloci herangezogen werden, bilden diese Region aber nicht adäquat ab, da sie nur die Lateralansicht und nicht die Tiefe des Sulcus berücksichtigen. Es gab jedoch myelo- und zytoarchitektonische Hinweise, dass sich die Sulcusregion feiner unterteilen lässt. Deshalb war es Ziel der vorliegenden Arbeit, diese Region mit einer statistisch überprüfbaren Methode multimodal zu kartieren. Zum ersten Mal wurden zwei Areale, STS1 und STS2, im anterioren und mittleren Bereich des STS zytoarchitektonisch kartiert. Die Lage der Areale wurde als Wahrscheinlichkeitskarte im dreidimensionalen MNI-Standardreferenzgehirn dargestellt. Die Auswertung ihrer Mikrostruktur zeigte deutliche Unterschiede zu primär und höher auditorischen Arealen. Diese Unterschiede konnten mit der quantitativen Rezeptorautoradiographie bestätigt werden. Die Arealgrenzen wurden auf Rezeptorautoradiogrammen belegt und bestätigten die zytoarchitektonische Arealeinteilung in einer weiteren Modalität. Der anschließende Vergleich der Balance der Rezeptordichte von 17 Rezeptorbindestellen ermöglichte erste Struktur-Funktionsbeziehungen zu sprachrelevanten Arealen des inferioren parietalen Cortex. Für eine präzisere funktionelle Beschreibung der Areale wurde eine funktionelle Analyse der BrainMap Datenbank durchgeführt und belegte die Sonderstellung der STS-Areale im auditorischen System. Die STS-Areale sind an höheren sprachlichen und kognitiven Prozessen beteiligt und lassen sich dadurch von auditorischen Arealen unterscheiden. Erstmals wurde für die STS-Areale eine Transkriptomanalyse mit dem Allen Brain Atlas erstellt, womit die Ergebnisse der quantitativen Rezeptorautoradiographie bestätigt werden konnten. Die Expression der Rezeptorgene war arealspezifisch. Für die auditorischen Areale konnte differentielle Genexpression in den Rezeptoruntereinheiten nachgewiesen werden. Paare dieser Rezeptorgene korrelierten und erlaubten erste Hypothesen zum Rezeptoraufbau. Diese strukturelle Rezeptorregulation kann die Arealspezifität neben der Rezeptordichte bestimmen. Somit ist die genetische Kartierung von Gehirnarealen geeignet, als eigenständige Modalität weitere Eigenschaften der Areale zu beschreiben. Es fanden sich Hinweise, dass die neu kartierten Areale Sprache prozessieren und eine Rolle im semantischen Gedächtnis spielen. Weitere Studien sind nötig, um die Rolle der Areale im Sprachnetzwerk zu klären.   The superior temporal sulcus (STS) plays an important role in integrating information from primary and secondary sensory areas. In the last two decades many fMRI studies revealed the multimodality of the STS. Brodmann’s maps are often used to name the loci of fMRI experiments, but are not sufficient for this brain region, because it is a 2D drawing of the lateral surface, which does not show the depth of the sulcus. There were myelo- and cytoarchitectonic hints, that this region could be further subdivided. Therefore the aim of this work is to map this region with a multimodal mapping approach. For the first time, two distinct areas STS1 and STS2 were cytoarchitectonically mapped and depicted as probability maps in a 3D MNI standard template brain. Furthermore the microstructure of the new areas revealed strong differences to the primary and secondary auditory areas. These differences could be reproduced with quantitative receptor autoradiography. The areal borders were proved on autoradiographs as a second modality. Besides, the neurochemical properties of the areas were analyzed with quantitative receptor autoradiography. By the analysis of the balance of 17 receptor densities, it was possible to get a first structure/function relationship of the described areas to language-related areas of the inferior parietal lobe. Functional profiling of the BrainMap database confirmed the language-related functions of the STS and point to an exceptional position of the STS areas within the auditory system. The STS areas were activated by tasks related to higher language and cognitive functions. For the first time, the results of quantitative receptor autoradiography could be confirmed with a transcriptome analysis of the Allen Brain Atlas. The expression of receptor genes was area-specific and showed differential expression of subunit genes for auditory areas. Pairs of these genes correlated and allowed a first hypothesis about receptor structure. This structural regulation of receptors could specify a brain area besides receptor density. Therefore, gene mapping, as a new modality, is appropriate to unravel further qualities of brain areas. The new areas are supposed to process language. What their part in the semantic knowledge network is has to be investigated in further studies.
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Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät
Dokument erstellt am:	23.09.2020
Dateien geändert am:	23.09.2020
Promotionsantrag am:	09.10.2019
Datum der Promotion:	17.08.2020