Das Amygdala-Konnektom der Ratte - RosDok - Universität Rostock

Tract-Tracing-Metaanalysen auszuwerten, abgesehen von Übersichtsarbeiten (Reviews) wie
die von Pitkänen (Pitkänen et al., 2000) und de Olmos (de Olmos et al., 2004).
1.3 Überblick über Nicht-Tracer basierte Methoden zur Erfassung und Darstellung
von Konnektivitäten
In den folgenden Abschnitten sollen Methoden der neurowissenschaftlichen
Konnektivitätsforschung geschildert werden, die nicht auf dem Transport von Tracing-
Substanzen beruhen. Es werden Grundlagen und Anwendungsgebiete erläutert, sowie
Limitationen, die dazu führten, dass auf ihre Auswertung im Rahmen der vorliegenden Studie
verzichtet wurde.
1.3.1 Diffusionsgewichtete Magnetresonanztomographie, Diffusions-Tensor-Imaging
(DTI) und funktionelle Magnetresonanztomographie
Die Erforschung des menschlichen Konnektoms stellt ein bedeutendes Gebiet
neurowissenschaftlicher Forschung dar. Das Konnektom des Menschen kann jedoch nicht mit
Tract-Tracing Methoden durchgeführt werden. Die amerikanische Arbeitsgruppe um den
Neuroradiologen Denis Le Bihan und den Ingenieurswissenschaftler Peter J. Basser stellte
1994 erstmalig eine Methodik vor, die mit der nichtinvasiven diffusionsgewichteten
Magnetresonanztomographie den Verlauf größerer Nervenfaserbündel beim Menschen misst
(Johansen-Berg und Behrens, 2009).
Die diffusionsgewichtete Magnetresonanztomographie (DW-MRT oder engl. DW-MRI)
basiert auf der Messung von Diffusionsbewegungen von Wassermolekülen (Le Bihan et al.,
2001). Klinisches Anwendungsgebiet der reinen diffusionsgewichteten
Magnetresonanztomographie ist heute hauptsächlich der frühe Nachweis zerebraler
Ischämien.
Das Diffusion-Tensor-Imaging (DTI) unterscheidet sich dabei von der DW-MRT durch die
zusätzliche Erfassung der Richtungsabhängigkeit der Diffusion. Während die DW-MRI also
nur einen Grauwert (abgeleitet aus einem Zahlenwert) innerhalb eines definierten
Volumenelements (Voxel) darstellt, wird bei der DTI-Technologie zusätzlich ein Tensor
berechnet, der das dreidimensionale Diffusionsverhalten innerhalb dieses Voxels beschreibt.
Der Verlauf der Nervenfaser wird dabei durch die Richtung des größten
Diffusionskoeffizienten wiedergegeben (Basser und Özarslan, 2009).
Durch die Einführung schnellerer und stärkerer Geräte konnte die räumliche Auflösung
erhöht werden (Basser et al., 2000), um Fiber-Tracking zur Detektion von Faserbündeln
durchzuführen, die auch in Kombination mit funktionellen MRT-Aufnahmen die genauere
Analysen von Konnektivitäten in vivo erlauben (Basser et al., 2000; Le Bihan et al., 2001).
Die Kombination von DTI mit fMRT ermöglicht, ein grundsätzliches Problem der DTI zu
lösen (Assaf et al., 2008). Dieses Problem besteht darin, dass DTI ein rein strukturelles
bildgebendes Verfahren ohne Information über die Richtung der Informationsübermittlung in
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