Die Auswirkung der Atemprovokation auf das BOLD-Signal

Der Zweck dieser Forschungsstudie besteht darin, besser zu verstehen, wie sich Blutfluss und Stoffwechsel zwischen normalen Kontrollpersonen und Patienten mit einer Erkrankung unterscheiden.

Mittels Magnetresonanztomographie (MRT) werden die Forscher die Durchblutung und den Stoffwechsel des Gehirns untersuchen. Die Blutgefäße des Gehirns erweitern und verengen sich, um den Blutfluss basierend auf den Bedürfnissen des Gehirns zu regulieren. Das Ausmaß der Ausdehnung und Kontraktion der Blutgefäße variiert je nach Alter. Die Durchblutung des Gehirns ändert sich geringfügig während alltäglicher Aktivitäten, wie z. B. normales Gehirnwachstum, körperliche Betätigung oder tiefe Konzentration. Bedeutende Krankheiten oder physiologischer Stress können den Stoffwechselbedarf des Gehirns erhöhen oder andere größere Veränderungen des Blutflusses verursachen. Wenn sich die Blutgefäße bei hohem Stoffwechselbedarf nicht erweitern können, um mehr Blut zu fließen, erhält das Gehirn möglicherweise nicht den gesamten Sauerstoff, den es benötigt. Unter weniger extremen Umständen kann es dazu führen, dass das Gehirn langsamer wächst und sich entwickelt, als es sollte, wenn nicht so viel Sauerstoff vorhanden ist, wie es möchte.

Eine Möglichkeit, die Ausdehnungsfähigkeit der Blutgefäße zu testen, besteht darin, den Blutfluss zu messen, während Kohlendioxid (CO2) eingeatmet wird. CO2 bewirkt, dass sich die Blutgefäße im Gehirn erweitern, ohne den Gehirnstoffwechsel zu erhöhen. Das Studienteam wird eine spezielle Maske verwenden, um die Menge an Sauerstoff und Kohlendioxid zu kontrollieren, die Patienten einatmen, damit wir untersuchen können, wie ihr Gehirn auf diese Veränderungen reagiert. Dieses Gerät wurde entwickelt, um den Kohlendioxidgehalt zu simulieren, der durch ein Anhalten des Atems erreicht wird, und zielt auf die Kohlendioxidkonzentration im Blut von atmenden Patienten ab. Das Gerät fängt ausgeatmetes Gas auf und liefert eine Mischung aus frischem Gas und neutralem/ausgeatmetem Gas, um unterschiedliche Kohlendioxidwerte zu erreichen und gleichzeitig einen festen Sauerstoffgehalt aufrechtzuerhalten. Das Studienteam wird MRT-Bilder des Gehirns erhalten, während die Probanden Luft atmen, die vom Gerät gesteuert wird.