Dokument: Der dorsomediale Präfrontale Kortex des Menschen: Zytoarchitektur, funktionelle Zuordnungen und Perspektiven für die interdisziplinäre Hirnforschung und Medizin

Titel:	Der dorsomediale Präfrontale Kortex des Menschen: Zytoarchitektur, funktionelle Zuordnungen und Perspektiven für die interdisziplinäre Hirnforschung und Medizin
Weiterer Titel:	The dorsomedial prefrontal cortex in humans: cytoarchitecture, functional relevance, and perspectives for interdisciplinary brain research and medicine
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=71083
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20251103-081908-4
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Possekel, Rahel Felora [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 8,65 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 24.10.2025 / geändert 24.10.2025
Beitragende:	Prof. Dr. med. Amunts, Katrin [Gutachter] Prof. Dr. Schnitzler, Alfons [Gutachter]
Stichwörter:	Präfrontaler Kortex, Zytoarchitektur, Anatomie, Gehirn, Hirnforschung, Hirnatlas
Dewey Dezimal-Klassifikation:	600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit
Beschreibungen:	Der dorsomediale Präfrontale Kortex (dmPFC) ist eine funktionell definierte Hirnregion auf der medialen Oberfläche des Gyrus frontalis superior (SFG). Als Teil des frontalen Assoziationskortex übernimmt er vielfältige integrative und exekutive Hirnfunktionen. Der menschliche Kortex wurde in der Vergangenheit mehrfach vollständig kartiert. Dennoch bestehen im Bereich des dmPFC Unklarheiten bezüglich der wechselseitigen Zuordnung von zytoarchitektonischen Arealen und Funktionen - bedingt durch unterschiedliche Methoden, Parzellierungen und interindividuelle Variabilität. Daher wurde im Rahmen dieser Arbeit eine neue, auf Zytoarchitektur basierende Referenz im Bereich des medialen SFG entwickelt, welche individuelle Unterschiede berücksichtigt und eine räumlich exakte Verknüpfung mit funktionellen und multimodalen Daten im stereotaktischen Raum ermöglicht. Hierzu wurden Koronarschnitte von zehn menschlichen Gehirnen mit einer beobachterunabhängigen und softwarebasierten Methode kartiert. Dies resultierte in der Identifikation zweier zytoarchitektonischer Areale, „SFG1“ und kaudal daran angrenzend „8m“, die sich signifikant voneinander und von ihren Nachbararealen unterscheiden. Gleichzeitig weisen sie charakteristische Merkmale in allen untersuchten Gehirnen auf. Die Quantifizierung zytoarchitektonischer Unterschiede im Präfrontalen Kortex führte zur Definition von zwei Hauptgruppen, denen sich die beiden neuen Areale jeweils anschließen – trotz ihrer topografischen Nähe zueinander und gemäß ihrer unterschiedlichen Granularität. Die interindividuelle Variabilität in Bezug auf mikro- und makroanatomische Eigenschaften der beiden Areale wurde erstmals gezielt untersucht. So zeigte die Volumenanalyse beispielsweise keine signifikanten Hemisphären- oder Geschlechterunterschiede. In etablierten Standardreferenzräumen wurden dreidimensionale Wahrscheinlichkeitskarten für den Julich-Brain Atlas berechnet. Zudem erfolgten hochauflösende 3D-Rekonstruktionen der Areale im einzelnen BigBrain, wodurch ihre mikrostrukturellen Details erstmals im dreidimensionalen und makroskopischen Kontext sichtbar wurden. Eine koordinatenbasierte Literaturrecherche zu funktionellen Bildgebungsstudien identifizierte Aufgaben, die bei gesunden Probanden mit Aktivierungen in den neu definierten Arealen einhergehen. Das Areal SFG1 zeigte Beteiligung an sozialkognitiven Prozessen wie Selbstwahrnehmung, Empathie und Urteilen in sozialen Kontexten, während 8m mit Entscheidungsfindung sowie der Regulation von Aufmerksamkeit und Emotionen assoziiert war. Beide Areale lassen sich dem dmPFC zuordnen, unterscheiden sich jedoch klar in ihrer Mikrostruktur und Funktion. Diese Arbeit liefert eine präzise, reproduzierbare und dauerhaft nutzbare Referenz für die multimodale und interdisziplinäre Erforschung des dmPFC. The Dorsomedial Prefrontal Cortex (dmPFC) is a functionally defined brain region located on the medial surface of the Superior Frontal Gyrus (SFG). As part of the frontal association cortex, it is involved in a wide range of integrative and executive functions. The human cortex has been mapped several times in the past, but uncertainties remain regarding the relationship between cytoarchitectonic areas and functions - mainly due to methodological differences, varying parcellation schemes and interindividual variability. Therefore, this thesis presents a new cytoarchitectonic reference in the medial SFG that accounts for interindividual variability and enables spatially precise alignment with functional and multimodal data in stereotaxic space. Cytoarchitectonic brain mapping of coronal sections from ten human brains using an observer-independent, software-based method led to the identification of two distinct areas: SFG1, located rostrally, and 8m, located caudally. Both areas differ significantly from each other and from their neighboring areas, while showing consistent cytoarchitectonic features across all examined brains. Quantitative analysis of cytoarchitectonic differences revealed a two distinct major groups in the prefrontal cortex, to which the two new areas could be assigned – „SFG1“ to the rostral granular group and „8m“ to the caudal dysgranular/agranular group - despite their close topographic proximity. For the first time, interindividual variability in both micro- and macroanatomical properties was systematically analyzed in this region. For example, volume analysis revealed no significant hemispheric or sex differences. Three-dimensional probability maps and maximum probability maps were generated in standard reference spaces and will be publicly available via the Julich-Brain Atlas. In addition, the areas were reconstructed in high resolution based on the BigBrain dataset, allowing their microstructural characteristics to be visualized in 3D at different spatial scales. A coordinate-based comparison with functional neuroimaging studies allowed the identification of tasks associated with the newly defined areas in healthy participants: This revealed that SFG1 is involved in social-cognitive processes like self-reflection, empathy, and moral reasoning, whereas 8m is associated with decision-making and the regulation of attention and emotion. Both areas could be assigned to the dmPFC based on their functional and anatomical characteristics, but they differ clearly in their microstructure and functional profile. This indicates an internal heterogeneity of the dmPFC in terms of structure and function. Together, this work offers a precise and reproducible cytoarchitectonic reference that supports multimodal and interdisciplinary research on the dmPFC.
Lizenz:	Dieses Werk ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz
Fachbereich / Einrichtung:	Medizinische Fakultät » Institute » C. u. O. Vogt-Institut für Hirnforschung Sonstige Einrichtungen/Externe » Institute in Zusammenarbeit mit der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf » Institut für Medizin, Forschungszentrum Jülich GmbH
Dokument erstellt am:	03.11.2025
Dateien geändert am:	03.11.2025
Promotionsantrag am:	29.04.2025
Datum der Promotion:	16.10.2025