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Forschungsfrage aus Essen

Kann man Gedanken sehen?

Essen_1 Bild in der Großansicht Es war schon immer ein Traum der Wissenschaft, die Funktionsweise des Gehirns zu verstehen. Mit Hilfe moderner bildgebender Verfahren wie der Magnetresonanztomographie (MRT) kann man heute schon beobachten, welche Teile des Gehirns bei der Verarbeitung bestimmter Aufgaben besonders aktiv sind. Die Darstellung beruht auf einem einfachen Prinzip: Dort, wo gearbeitet wird, wird Sauerstoff benötigt, um die Hirnzellen mit Energie zu versorgen. Sauerstoff hat glücklicherweise magnetische Eigenschaften, die sich mit der MRT (auch Kernspintomographie genannt) darstellen lassen. In einem typischen Experiment wird zwischen einer Messung mit Erfüllung einer Aufgabe und einer Messung ohne Aufgabe abgewechselt. Wenn man die Sauerstoffverteilung zwischen diesen zwei Zuständen vergleicht, kann man dann bestimmen, wo ungefähr im Hirn "gedacht" worden ist. So werden die beteiligten Hirnteile sichtbar gemacht. Es ist allerdings wichtig zu betonen, dass sich mit dieser Methode nur darstellen lässt, wie das Hirn eine Aufgabe oder Gedanke verarbeitet, nicht was die untersuchte Person eigentlich dabei denkt.

Diese sogenannte funktionelle MRT wird heutzutage eingesetzt, um Personen bei verschiedenen Aufgaben bzw. Reizen zu untersuchen. Neben visuellen und akustischen Reizen kann man auch emotionale Reize testen. Genauso werden die Reaktionen auf unterschiedlich komplexe motorische und kognitive Aufgaben untersucht. Neben dem grundlegenden Bestreben, das Hirn besser zu verstehen, kommt die funktionelle MRT auch z. B. Patienten mit Hirntumoren zugute. Die kritischen Areale für Motorik und Sprache können vor einem chirurgischen Eingriff dargestellt werden und bleiben während der Operation gezielt geschont.

Die MRT ist ein doppelter Glücksfall für die Hirnforschung. Man kann nicht nur die Hirnaktivität damit erfassen, dies geschieht zudem völlig ohne schädliche Nebenwirkungen. Im Gegensatz zur Röntgenbildgebung, die mit hochenergetischen Röntgenstrahlen arbeitet, basiert die MRT auf dem Einsatz eines starken Magnetfelds und von Radiowellen. Solche Radiowellen kommen überall in der modernen Gesellschaft vor, z. B. beim Funkverkehr, bei Handys und natürlich auch beim Radio. Zurzeit wird an der Weiterentwicklung der MRT geforscht; der Trend geht zu noch stärkeren Magnetfeldern. In der klinischen Bildgebung werden routinemäßig Magnete mit einer Stärke von 1,5 Tesla eingesetzt. Inzwischen sind Magnete mit einer Stärke von 7 Telsa oder mehr für die funktionelle MRT verfügbar. Hierdurch erhofft man sich eine noch präzisere Detektion und Zuordnung der funktionellen Signale aus dem Hirn und schlussendlich ein besseres Verständnis seiner Funktionsweise.

Die Frage wurde beantwortet von:
Priv.-Doz. Dr. Elke R. Gizewski, Leitende Oberärztin, Institut für Diagnostische und Interventionelle Radiologie und Neuroradiologie, Universitätsklinikum Essen, Universität Duisburg-Essen
Prof. Dr. Mark E. Ladd, Direktor, Erwin L. Hahn Institute for Magnetic Resonance Imaging, Universität Duisburg-Essen


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