2.18 : Bildgebung des Gehirns

Bildgebende Verfahren für das Gehirn liefern wichtige Erkenntnisse über die Struktur und Funktion des menschlichen Gehirns und ermöglichen es Medizinern und Forschern, neurologische und psychiatrische Störungen effektiver zu diagnostizieren, zu untersuchen und zu behandeln.

Zu diesen Technologien gehören die Computertomographie (CT-Scans), die Positronen-Emissions-Tomographie (PET-Scans), die Magnetresonanztomographie (MRT), die funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT) und die transkranielle Magnetstimulation (TMS).

Die CT-Scans erstellen mit Hilfe von Röntgentechnologie detaillierte dreidimensionale Bilder des Gehirns. Diese Methode ist besonders in Notfällen wertvoll, da sie Blutungen, Tumore oder andere Hirnanomalien schnell und effizient erkennt. Da CT-Scans einen strukturellen Überblick bieten, sind sie ein grundlegendes Instrument in der medizinischen Wissenschaft, um den Schweregrad und die Lage von Hirnläsionen zu beurteilen.

PET-Scans bieten eine dynamische Perspektive, indem sie mithilfe eines schwach radioaktiven Tracers metabolisch aktive Bereiche des Gehirns identifizieren. Diese zeigen bei verschiedenen Aktivitäten oder als Reaktion auf bestimmte Reize einen erhöhten Blutbedarf, was PET zu einer wichtigen Methode für die Untersuchung von Gehirnfunktionen wie dem Gedächtnis und der Wahrnehmung macht. Diese Fähigkeit, aktive Gehirnteile bei bestimmten Aufgaben zu visualisieren, hilft beim Verständnis der metabolischen Veränderungen, die mit verschiedenen Gehirnerkrankungen verbunden sind.

Bei der MRT wird ein starkes Magnetfeld in Kombination mit Radiowellen verwendet, um detaillierte Reaktionen des Gehirngewebes hervorzurufen. Diese Methode ist entscheidend für die Bereitstellung hochauflösender Bilder, die für die Diagnose und das Verständnis einer Vielzahl normaler und pathologischer Gehirnerkrankungen von entscheidender Bedeutung sind. Im Gegensatz zur CT-Untersuchung wird bei der MRT keine ionisierende Strahlung verwendet, was sie zu einer sichereren Option für den wiederholten Einsatz macht, insbesondere bei gefährdeten Bevölkerungsgruppen wie Kindern und schwangeren Frauen.

Die fMRT baut auf der Technologie der MRT auf, um die Aktivität des Gehirns zu messen und abzubilden. Durch die Überwachung von Veränderungen des Blutflusses und des Sauerstoffgehalts kann die fMRT diese physischen Veränderungen mit der neuronalen Aktivität in Verbindung bringen. Diese Technik ermöglicht es Forschern, die funktionelle Anatomie des Gehirns zu beobachten und bietet eine Echtzeitansicht der Gehirnprozesse, während Personen Aufgaben ausführen oder auf verschiedene Reize reagieren. Diese Anwendung ist entscheidend für das Verständnis der neuronalen Grundlagen von Verhaltensweisen und die Verbesserung der kognitiven neurowissenschaftlichen Forschung.

Die TMS verwendet Magnetfelder, um die elektrische Aktivität bestimmter Gehirnbereiche zu modulieren und bietet damit eine nichtinvasive Methode zur Veränderung der Nervenfunktion. Diese Technologie ist besonders wirksam bei der Kartierung funktioneller Hirnbereiche, der Beurteilung der Konnektivität und Funktionalität neuronaler Schaltkreise und bei der Bereitstellung therapeutischer Eingriffe bei psychiatrischen und neurologischen Störungen. Die Möglichkeit, die Gehirnfunktion mit der TMS direkt zu beeinflussen, eröffnet neue Möglichkeiten zur Behandlung von Erkrankungen wie Depressionen und Schizophrenie, bei denen herkömmliche Therapien bisher nicht ausreichten.