Bildgebende Verfahren werden in letzter Zeit immer häufiger in der Neuropsychologie als Forschungsinstrument eingesetzt. Hierbei wird davon ausgegangen, dass aufgabenabhängige neuronale Aktivitäten mit erhöhtem Blutfluss korrelieren.
Beim PET wird der Versuchsperson radioaktiv markiertes Butanol gespritzt. Der Zerfall der Isotope wird in einem speziellen Scanner aufgezeichnet. Orte im Gehirn, an denen besonders viele Isotope gemessen werden, deuten auf einen erhöhten Blutfluss hin, der wiederum mit einer aufgabenabhängigen Aktivierung erklärt wird. Durch Vergleiche mit entsprechend konstruierten Vergleichs-bedingungen wird dann der für diese Aufgabe speziell erhöhte Blutfluss bestimmt.
Ähnlich wie beim PET wird auch im fMRI der erhöhte Blutfluss mit erhöhter neuronaler Aktivierung erklärt. Beim fMRI werden die unterschiedlichen magnetischen Eigenschaften von sauerstoffarmen und sauerstoffreichen Blut genutzt. Diese Eigenschaften ermöglichen es die Orte, an denen der Blutfluss erhöht ist, zu lokalisieren.
Die Positronen-Emissions-Tomographie ist im besonderen dazu geeignet, Neurotransmitter-Systeme zu untersuchen, z.B. durch Bindungseigenschaften von markierten Liganden an den postsynaptischen Rezeptoren.
Wird die radioaktive Markierung mit dem Positronenstrahler 11C (Halbwertzeit=20 Minuten) vorgenommen, so bleiben die biochemischen Eigenschaften der untersuchten Transmitter-Moleküle unverändert. Die tracerkinetische Analyse der PET-Daten ermöglicht die Bestimmung des Bindungspotentials, der Neurorezeptordichte und der Bindungsaffinität zwischen Rezeptor und Medikamenten.
In den vergangenen Jahren hat sich eine breite Forschungsaktivität entwickelt, um mit Hilfe von PET Änderungen der regionalen Hirndurchblutung (engl.: regional cerebral blood flow= rCBF) zu messen, die durch die verschiedensten motorischen, sensorischen und kognitiven Prozesse hervorgerufen werden. Hierzu wird der Positronenstrahler 150 eingesetzt, der eine kurze Halbwertzeit von zwei Minuten hat, so dass man im Abstand von 10-15 Minuten Wiederholungsmessungen durchführen kann, bei denen jeweils unterschiedliche Stimulationen durchgeführt werden (z.B. 1. Ruhe, 2. langsame Bewegung des Daumens, 3. mittelschnelle Bewegung des Daumens, 4. sehr schnelle Bewegung des Daumens).
Bei einem Hirninfarkt zeigen sich im Computer-Tomogramm (CT) oder im Magnet-Resonanz-Tomogramm (MRT) Veränderungen, mit denen der Ort und das Ausmaß eines Hirninfarkt beurteilt werden können. Funktionelle Beeinträchtigungen von anderen Hirnregionen, die nicht direkt vom Infarkt betroffen sind, sind nicht mit CT oder MRT, jedoch mit einer PET-Untersuchung nachweisbar.
Ein Beispiel hierfür liefert das FDG-Bild eines Patienten mit
einem linksseitigen Thalamus-Infarkt (die Hirnhälfte ist im
Bild rechtsseitig dargestellt).
By INFARCT.jpg: Lucien Monfils derivative work: W2eK (INFARCT.jpg) [CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) or GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html)], via Wikimedia Commons
Während der Infarkt (Kreis) im CT nachweisbar war, zeigte sich
im Bereich der Hirnrinde kein Befund. Im PET (Pfeil) zeigte sich
im Bereich der gleichseitigen Hirnrinde eine Stoffwechsel-erniedrigung.
Durch diesen Befund wurden Symptome des Patienten verständlich,
die aufgrund des Thalamus-Infarktes allein nicht erklärt werden
konnten.
Der Energiestoffwechsel des Gehirns beruht weitestgehend auf der
Oxidation von Glukose. Unter- und Überfunktion des Gehirnstoffwechsels,
die mit Änderungen des Energiebedarfs einhergehen, können
daher mit Hilfe des 18F-2-Deoxyglukose (FDG) und PET untersucht
werden. Dies wird bei der Suche nach epileptischen Herden ausgenutzt.
Zwischen den Anfällen zeichnet sich der Entstehungsherd von
partiellen Epilepsien durch einen verminderten Stoffwechsel aus,
der sich im PET-Bild als ein Bereich verringerter FDG-Aufnahme zeigt.
Im Bereich des Temporallappens (Pfeil) besteht ein verringerter Glukosemetabolismus. Falls ein Oberflächen-EEG noch nicht eindeutig auf diese Lokalisation hingewiesen hat, ist der PET-Befund ein zusätzlicher Hinweis zur Definition des Epilepsieherdes. Nunmehr kann mit größter Sicherheit festgestellt werden, an welchen Stellen z.B. Tiefenelektroden in Vorbereitung auf eine spätere Operation implantiert werden sollen.
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Letzte Änderung: 12.10.2023