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Neuroimaging

Ein Blick ins Gehirn

Wissenschaftler machen sich längst ein sehr genaues Bild von unserem Gehirn.
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7 Tesla. Der neue Ultrahochfeld-Scanner ermöglicht Bildgebung der Zukunft am Uni-Klinikum Erlangen. Je stärker das Magnetfeld, desto schärfer die Bilder. Foto: Uni-Klinikum Erlangen

Neuromediziner blicken heute in unseren Kopf wie durch ein Fenster. Bei Schädelverletzungen, einem Schlaganfall, bei krankhaften Gefäßerweiterungen oder wenn die Knochen des Kopfes dargestellt werden sollen, machen Neuroradiologen oft zunächst eine CT-Aufnahme (Computertomografie). Das CT-Gerät arbeitet mit Röntgenstrahlen. Vor allem bei akuten Verletzungen ist es die Bildgebungsmethode der Wahl.

Wollen sich die Ärzte Gewebe, Entzündungen, Stoffwechselprozesse und die Aktivitäten im Gehirn genauer ansehen, schieben sie den Patienten in einen Magnetresonanztomografen (kurz: MRT).

Anstelle von Röntgenstrahlen nutzt diese Technologie ein starkes Magnetfeld. An diesem richten sich die Wasserstoffatome des menschlichen Körpers aus. Dann werden die Teilchen kurz aus ihrer Position gelenkt und energetisch aufgeladen. Fallen sie anschließend zurück in ihre Ausgangslage, erzeugen sie das gewünschte MRT-Bild. Mit der MR-Bildgebung spüren Neuroradiologen Epilepsien und Hirntumoren auf, Multiple Sklerose (MS) und sogar Demenz und Parkinson. Der neue 7-Tesla-MRT-Scanner des Uni-Klinikums Erlangen, der 2017 für die klinische Anwendung zugelassen wurde, zeigt selbst feinste Details. Das Gerät namens Magnetom Terra hat eines der weltweit stärksten Magnetfelder, die am Patienten zum Einsatz kommen.

Sicher erkennen

„Der 7-Tesla-Scanner verfügt über eine bessere Auflösung und einen deutlich stärkeren Bildkontrast“, erklärt Prof. Dr. Arnd Dörfler, Leiter der Neuroradiologischen Abteilung des Uni-Klinikums Erlangen. So könne man beispielsweise Epilepsieherde und MS-Läsionen eindeutiger identifizieren als bei geringeren Feldstärken. „Mit dem Ultrahochfeld-Scanner ist es in Zukunft wahrscheinlich möglich, vor allem Erkrankungen und degenerative Veränderungen des Gehirns besser und früher zu erkennen“, ergänzt Prof. Dr. Michael Uder, Direktor des Radiologischen Instituts des Uni-Klinikums Erlangen.

Eine Weiterentwicklung der MRT-Technologie ist fMRT – die funktionelle Magnetresonanztomografie. Sie zeigt, wie aktiv einzelne Hirnregionen sind. Dazu nutzt sie Durchblutungsunterschiede im Gehirn: Aktive Hirnareale brauchen mehr Energie und mehr Sauerstoff – durch sie fließt also mehr sauerstoffreiches Blut. Je nachdem, wie viel Sauerstoff das Blut jeweils enthält, ist es mehr oder weniger stark magnetisch. Dementsprechend unterschiedlich fällt das fMRT-Signal aus. „Im fMRT kann der Patient aktiv mitarbeiten“, erklärt Prof. Dörfler. „Während er im Scanner liegt, lassen wir ihn zum Beispiel Bewegungen machen oder zeigen ihm bestimmte Bilder. Dabei sehen wir seinem Gehirn live beim Denken zu.“

Wie wirkt’s?

Mithilfe des direkten Feedbacks aus dem Kopf erforschen verschiedene Wissenschaftler des Uni-Klinikums Erlangen unter anderem auch, wie das Gehirn Schmerzreize verarbeitet und wie es auf Medikamente reagiert. Im fMRT werden zum Beispiel Patienten mit Morbus Crohn untersucht, die starke Bauchschmerzen haben, ebenso Menschen mit Rheumatoider Arthritis in den Händen. „Dem Patienten mit der chronischen Darmerkrankung drücken wir, während er im MRT liegt, den Bauch, dem Rheumapatienten die Hand – jeweils einmal vor und einmal nach der Einnahme eines Medikaments“, erklärt Prof. Dörfler. Anhand der zentralen Schmerzantwort im Gehirn können die Ärzte vorhersagen, ob der Patient langfristig auf das verabreichte Medikament ansprechen wird.

Dem Blick folgen

Mit der MR-Spektroskopie, einem weiteren Verfahren, das auf der MRT-Technologie basiert, blicken die Erlanger Ärzte unter anderem ins Gehirn von Essgestörten: Was spielt sich in ihrem Kopf ab, wenn sie Bilder von wohlproportionierten Menschen sehen? Die Untersuchung koppeln die Mediziner an einen Eyetracking-Test: Welche Körperstellen der abgebildeten Personen ziehen den Blick der Probanden an, und wie lange verweilen ihre Augen dort? Wo schauen sie gar nicht hin? Die Studie wird den Forschern wichtige Erkenntnisse darüber liefern, welche Informationen Menschen mit Magersucht und Bulimie aufnehmen und wie sie diese verarbeiten. Franziska Männel/Pressestelle Uni-Klinik Erlangen



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