Hirnverletzung und kognitive Funktion

Die Untersuchung der zerebralen Mechanismen, die den geistigen Funktionen, insbesondere beim Menschen, zugrunde liegen, stützt sich auf zwei Datenquellen: die Untersuchung von Patienten mit Hirnläsionen und Neuroimaging. Während die Neurobildgebung in den letzten Jahren spektakuläre Entwicklungen erlebt hat, die die Charakterisierung der funktionellen Eigenschaften mehrerer Gehirnsysteme ermöglichen, kann nur die Untersuchung von Patienten die kausale Beteiligung dieser Regionen an den vorliegenden Prozessen feststellen, indem die selektiven Defizite beobachtet werden, die aus Läsionen resultieren. Diese Logik gilt nicht nur für erworbene fokale Läsionen, die beispielsweise aus Gefäßunfällen oder chirurgischen Resektionen resultieren, sondern auch für selektive kognitive Entwicklungsstörungen wie Legasthenie oder Dyskalkulie, die nachweislich auf fokale Anomalien in der Gehirnentwicklung zurückzuführen sind.

Im Laufe der Jahre haben Forschungsteams, die dieses Protokoll anwenden, beide Ansätze erfolgreich genutzt und sie auf innovative Weise in Studien zur Untersuchung kognitiver Defizite mithilfe von Neuroimaging kombiniert. Beispielsweise haben Gaillard et al. (2006) und Epelbaum et al. (2008) untersuchten Lesestörungen im Zusammenhang mit kleinen kortikalen Läsionen, indem sie Verhaltensstudien, anatomische MRT, Diffusions-Tensor-Bildgebung (DTI) der weißen Substanz, funktionelle MRT und intrazerebrale Aufzeichnungen evozierter Potenziale (EPs) bei demselben Patienten kombinierten. Die Seltenheit von Verhaltensprofilen wie erworbenen Lesestörungen motiviert den Einsatz eines Ansatzes, der als „Einzelfallstudien“ bekannt ist. Bedeutende Fortschritte in der Neuropsychologie wurden nur durch die Untersuchung einzelner Fälle ermöglicht. In solchen Studien werden ein oder mehrere Patienten individuell detailliert untersucht und ihr Verhalten mit expliziten kognitiven Modellen der untersuchten spezifischen Funktion verglichen. Daher müssen neben standardisierten Testbatterien auch Auswerteprotokolle zwingend auf den Einzelfall zugeschnitten und angepasst werden. Für seltene Verhaltensprofile wie erworbene Lesestörungen (Alexie) oder visuelle Wahrnehmungsstörungen (Agnosie) sind Gruppenstudien hingegen nicht durchführbar. Dieser einzigartige Fallansatz kann durch Bildgebung des Gehirns erheblich verbessert werden. Dies ist nun dank der ausreichenden Leistungsfähigkeit der funktionellen Magnetresonanztomographie (fMRT) möglich, die die Analyse von Aktivierungen in einem einzelnen Probanden ermöglicht. Ebenso ermöglichen Fortschritte in den Aufzeichnungs- und Datenverarbeitungstechniken bei evozierten Potenzialen (EP) und Magnetenzephalographie (MEG) die Analyse der individuellen Patientenleistung. Darüber hinaus erfordert die flexible Anpassung der Stimulationsprotokolle an jeden Patienten bei Bedarf eine parallele Datenerfassung bei einigen wenigen Kontrollpersonen.

Ziel dieses Sondierungsprojekts ist es daher, diese Arbeit im Bereich der kognitiven Neurobildgebung fortzusetzen, mit dem spezifischen Ziel, die Ergebnisse mehrerer nicht-invasiver Bildgebungsmethoden (fMRT, EEG und MEG) zu vergleichen, die bei Patienten mit Hirnläsionen (und bei Patienten mit Gehirnläsionen) angewendet werden Kontrollgruppen von Probanden nach Bedarf). Tatsächlich ist es das Ziel des Forschers, im Rahmen unserer explorativen Studie die räumlich-zeitliche Dynamik der Gehirnaktivität zu untersuchen, die an bestimmten höheren kognitiven Funktionen des Menschen beteiligt ist: Sprachverständnis und -produktion, mentales Rechnen sowie bewusste und unbewusste Wahrnehmung. Der Prüfer beurteilt individuell ausgewählte Patienten anhand der Art ihres Defizits und der Topographie ihrer Läsionen sowie Kontrollpersonen. Neurologische Patienten werden nach ihrer Einwilligung ein Jahr lang mit mehreren Tests und Neuroimaging-Sitzungen beobachtet. Patienten können die Studie jederzeit abbrechen. Kontrollpersonen sollten in Bezug auf Alter und soziokulturelles Niveau mit den Patienten vergleichbar sein und werden daher für jeden Patientenfall hinsichtlich dieser Variablen angepasst. Sie erhalten akustische Reize über Kopfhörer oder visuelle Reize auf einem Bildschirm und führen elementare Aufgaben aus (Auswendiglernen, Verstehen, Klassifizieren, Produzieren usw.), indem sie die richtige Antwort verbal angeben oder bei Bedarf Antworttasten verwenden. Der Prüfer kann dieselben Probanden auf verschiedene Arten von Untersuchungen (MRT, EP, MEG) verweisen, um ihre Ergebnisse zu vergleichen, die durch die Integration der neuropsychologischen Analyse des Defizits und der Läsionstopographie interpretiert werden. Der Untersucher behält sich die Möglichkeit vor, bei bestimmten Probanden nur eine oder zwei dieser bildgebenden Verfahren einzusetzen. Zusätzlich wird eine Gruppe gesunder Freiwilliger getestet, wobei lediglich deren Verhaltensreaktionen erfasst werden.