Multimodaler Vergleich der Hirnaktivierung

Die Untersuchung der Hirnaktivität spielt eine bedeutende Rolle in der psychiatrischen und neurologischen Forschung. Funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT) ist die dafür häufigste eingesetzte Methode. Diese kann Hirnaktivierung anhand der Änderung des Sauerstoffverbrauchs in den jeweiligen Hirnregionen errechnen. Regionen mit einer höheren Aktivität verbrauchen mehr Sauerstoff. Das gemessene Signal setzt sich jedoch aus mehreren Aspekten, wie dem Blutfluss oder dem Blutvolumen, zusammen und ist daher nur ein sehr indirekter Marker für Hirnaktivität. Eine weitere Methode zur Messung von Aktivität im Gehirn umfasst funktionelle Positronenemissionstomographie (fPET). Hierbei, wird radioaktiv-markierte Glukose (FDG) als Kontrastmittel in den Körper injiziert. Aktive Hirnregionen sammeln mehr dieses Markers an als andere. Jedoch kann FDG nicht vollständig von den Zellen abgebaut werden und lässt daher nur kleine Einblicke in den tatsächlichen Energiestoffwechsel der Zellen zu. Die neue MR-basierte Methode der Deuterium-Magnetresonanzspektroskopie (H-MRS), erlaubt die Messung eines deuterierten Kontrastmittels, gänzlich ohne Strahlenbelastung. Bei der Deuterierung von Glukose werden Wasserstoffatome durch Deuterium, einem Wasserstoffisotop mit einem zusätzlichen Neutron, ersetzt. Deuterierte Glukose kann von den Zellen wie normaler Zucker (Glukose) abgebaut und mittels H-MRS gemessen werden. Daher können wir mit dieser Methode tiefere Einblicke in den Energiestoffwechsel der Zellen gewinnen. Im Rahmen dieses Projekts ist es unser Ziel eine funktionelle Deuterium- Magnetresonanzspektroskopie Sequenz zu entwickeln, die es ermöglicht die Hirnaktivität während einer visuellen Stimulation zu messen. Weiters soll die damit gemessene Aktivität der einzelnen Hirnregionen direkt mit den Ergebnissen von fMRT und fPET Messungen verglichen werden.