Aus der Klinik für Neurologie
der Medizinischen Fakultät Charité
Universitätsmedizin Berlin

Dissertation

Charakterisierung bewegungssensitiver kortikaler Areale mittels funktioneller Kernspintomografie

Zur Erlangung des akademischen Grades
Doctor medicinae (Dr.med.)

vorgelegt der Medizinischen Fakultät Charité
Universitätsmedizin Berlin

von
Oliver Fasold
aus Hameln

Dekan: Prof. Dr. M. Paul

Gutachter:
1. Prof. Dr. A. Villringer
2. Prof. Dr. A. Kleinschmidt
3. Prof. Dr. H.P. Thier

Datum der Promotion:13.09.04

Abstract/Keywords

We aimed to identify convergence between visual and vestibular afferents in the human cortex on individually unfolded cortical hemispheres by functional magnetic resonance imaging (fMRI). Furthermore analogies with studies in different non-human primates (Guldin & Gruesser, 1998) were discussed. Five normal subjects were examined with fMRI with two separate experimental paradigms. We implemented caloric vestibular stimulation as first experiment, additionally visual motion stimulation was executed. In at least one out of two vestibular datasets (right, left caloric stimulation) overlaps in the conjunction analysis with the visual motion paradigm occurred. A wide-spread system of cortical visual-vestibular convergence was shown. The activation map comprised foci in the precentral cortex, parts of the central sulcus, the posterior insula, the posterior cingular sulcus, the intraparietal sulcus and the lateral occipital sulcus. Individual differences occurred in respect to the size of convergence and specific localization within the sulci. The results partly confirm observations made in non-human primates. For the first time vestibular input to the MT/MST-complex was shown, as describe in the macaque (Bremmer et al., 1999). Additional multimodal input was seen in area PIVC. Keywords: fMRI, vestibular, visual, multimodal

Zusammenhänge der visuell-vestibulären Interaktion im Kortex des Menschen sollten auf grafisch individuell rekonstruierten und entfalteten Kortexoberflächen dargestellt und in Bezug zu den bisher vor allem aus tierexperimentellen Studien gewonnenen Daten (Guldin & Grüsser, 1998) diskutiert werden. Durch die Experimente sollte ein Beitrag zu einem grundlegenden Verständnis räumlicher Orientierungsprozesse beim Menschen geleistet werden. Mittels funktioneller Kernspintomografie (fMRI) wurden fünf Probanden untersucht, welche während zweier Experimente mit jeweils einem vestibulärem sowie einem visuellen Reiz stimuliert wurden (vestibuläre kalorische Stimualtion, visuelle Bewegungsstimulation). Bei den gemessenen Probanden kam es jeweils bei mindestens einem der zwei vestibulären Datensätze (li./re. kalorische Spülung) in der Conjunction Analysis zu Überlappungen mit den dargestellten Arealen der visuellen Stimulation. Es konnte ein weitverzweigtes System von visuell-vestibulären kortikalen Arealen dargestellt werden, mit Aktivierungen des präcentralen Kortex, Teilen des Sulcus centralis, der hinteren Insel, des hinteren Sulcus cinguli, des Sulcus intraparietalis, sowie des lateralen Okzipitallappens. Interindividuelle Unterschiede manifestierten sich in der Größe der Überlappungen und deren genauer Lokalisation im jeweiligen Sulcus. Die Ergebnisse bestätigten einen Teil der aus tierexperimentellen Studien bekannten Beobachtungen. Erstmals konnte beim Menschen eine vestibuläre Erregung des MT/MST-Komplexes, wie es im Macaque-Affen beschrieben wurde (Bremmer et al., 1999) belegt werden. Ebenso wurde die Multimodalität von MT/MST und des Arelas PIVC im humanen Kortex erstmals beschrie-ben. Schlagworte: fMRI, vestibulär, visuell, multimodal

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19.10.2004