| Das vorliegende PhD Projekt setzt sich aus drei zusammenhängenden Studien unter Stützung auf das zentrale Forschungsinstrument der Magnetresonanztomographie (MRT) zum Einfluss von Alter, zerebralen Marklagerveränderungen (sog. „white matter hyperintensities“, WMH) und Gehen auf die strukturelle und funktionelle Organisation der zerebralen Sensomotorik zusammen. Dabei behandelte die erste Studie die Fragestellung nach dem Effekt des Alters auf die zentrale Steuerung von Sprunggelenksbewegungen als Surrogat-Bewegung für Gehen. Die zweite Untersuchung beschäftigte sich mit allfälligen strukturellen kortikalen Korrelaten von WMH. Die dritte Studie schließlich zielte auf die Entwicklung eines neuen funktionellen MRT (fMRT) Paradigmas zur Untersuchung der Motorik der unteren Extremität ab. Neben dem isolierten Erkenntnisgewinn zu den Teilfragen der einzelnen Substudien, lassen sich in Extrapolation verschiedene Variabilitätsindikatoren für weiterführende Trainingsstudien bei Personen mit WMH und Gangstörungen ableiten.
In der ersten Studie untersuchten wir in einer großen Stichprobe anhand der fMRT potentielle Alterseffekte in der zentralen sensorimotorischen Kontrolle der unteren Extremität, in verschiedenen Hirnregionen und mithilfe von zwei differenten Analysemethoden. Dabei zeigten sich bei gleichbleibender behaviouraler Leistung mit zunehmendem Alter erhöhte Aktivierungen in Bereichen des Precuneus und des Kleinhirns.
In der zweiten Studie wurden signifikante Korrelationen zwischen Veränderungen des Kortex und des Marklagers im Sinne von WMH gefunden. Personen mit ausgeprägten WMH wiesen dabei in Bereichen, die mit Motorik, Kognition und visueller Wahrnehmung assoziiert werden, ein lokoregionär geringeres kortikales Hirnvolumen auf. Als Novum wurde in der Analytik die Läsionstopographie dabei explizit berücksichtigt.
In der dritten Studie schließlich, zeigten sich in einem neuartig konzipierten und implementierten fMRT Paradigma robuste Aktivierungen in sensorimotorischen Netzwerken zur Steuerung, Vorstellung und Beobachtung von Bewegungen der unteren Extremität. Es ergaben sich auch Hinweise auf diesbezügliche Geschlechtsunterschiede: Männer wiesen stärkere Aktivierung in frontalen und parietalen Arealen sowie dem Gyrus praecentralis auf als Frauen.
Die drei Studien liefern folgende neue Einblicke rund um Struktur- und Funktionsänderungen des Gehirns im Kontext von WMH. 1. In gesunden Personen scheinen altersassoziierte Änderungsprozesse in der funktionellen Sprunggelenksantwort kompensatorisch für den Erhalt motorischer Leistung im Gehirn stattzufinden. 2. Die in der strukturellen Studie gefundenen Volumensunterschiede in Abhängigkeit von stärkerer WMH Ausprägung, unterstützen die Annahme einer fronto-kortikalen Diskonnektion der Nervenfasern bei einer Läsionstopographie mit Nähe zum korticospinalen Trakt. Und 3. die funktionellen geschlechtsabhängigen Unterschiede in den Hirnantworten bei motorischer Vorstellung implizieren ein besseres Vorstellungsvermögen von Männern in einem kombinierten fMRT Paradigma zur motorischen Ausführung, Beobachtung und Vorstellung von Sprunggelenksbewegungen.
Schlussfolgernd konnten damit wesentliche neue Einblicke zur Rolle von WMH im alternden Gehirn gewonnen werden. Das neu entwickelte fMRT Paradigma erscheint für zukünftige Studien zur Thematik, insbesondere bei Patienten mit Marklagerveränderungen, sinnvoll anwendbar. Die Ergebnisse deuten zudem darauf hin, dass zukünftige derartige Studien Alterseffekte korrigiert und bei mental-motorischen Trainings potentielle Geschlechtsunterschiede berücksichtigt werden müssen. Mit der Konzeption von Trainings zum Funktionserhalt im Alter im Zusammenhang mit WMH gewinnen derartige Einsichten an Bedeutung. |
