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Institut für Neurowissenschaften und Medizin
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Diffusionsgewichtetes MRT (DTI) – Anatomische Konnektivität

Ansprechpartner: Dr. med. Dr. rer. pol. Svenja Caspers

Das Gehirn besteht aus zwei Hauptkomponenten: den Hirnrindengebieten, in denen die Nervenzellen sitzen und Informationen aufnehmen und verarbeiten, und den von den Nervenzellen ausgehenden Faserbahnen, die die Verbindungen zwischen einzelnen Hirnrindengebieten darstellen. Untersuchungen zur anatomischen Konnektivität beschäftigen sich u.a. mit diesen Faserbahnen. Die funktionelle Relevanz einer Verbindung lässt sich mittels mathematischer Modelle aus funktionellen MRT-Daten gewinnen.

 

Die Faserbahnen des Gehirns und damit Informationen über die anatomische Konnektivität werden in vivo mittels diffusionsgewichteter MRT (DTI) sichtbar. Anhand der Hauptdiffusionsrichtung des Wassers  können die Hauptverlaufsrichtungen der Faserbahnen indirekt ermittelt werden. Um die Unsicherheit in den DTI-Daten bezüglich des Verlaufs der Faserbahnen zu modellieren, verwenden wir die Methode der probabilistischen Traktographie. Dadurch wird der wahrscheinlichste Verlauf einer Faserbahn in der weißen Substanz des Gehirns errechnet, der sich im dreidimensionalen Raum visualisieren lässt (Kooperation mit Gruppe „Virtuelle Realität“ der RWTH Aachen im Rahmen von JARA).

Faserbahnen

Schwerpunktmäßig werden sowohl anatomisch als auch funktionell definierte Netzwerke untersucht. So wie bei funktionell definierten Netzwerken die gefundenen Aktivierungen aus fMRT-Studien als Start- und Zielregionen für die Traktographie eingespeist werden können, werden für rein anatomische Studien Start- und Zielregionen über probabilistische Atlanten des Gehirns, wie den Jülich-Düsseldorf Zytoarchitektonik-Atlas, definiert. Dazu werden neue Auswerte-Algorithmen entwickelt, um Verbindungsstärken zwischen verschiedenen Hirnrindengebieten zu quantifizieren und dadurch Aussagen über die mögliche Existenz dieser Verbindung zu machen. Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf der Erforschung der Konnektivität von Assoziationsgebieten im Gehirn, die eine Vielzahl von Verbindungen mit anderen Hirnrindengebieten haben, da sie verschiedenste Informationen zu einem Gesamteindruck vereinen .


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