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  3. Medizinische Fakultät - Digitale Hochschulschriften der LMU - Teil 03/19 Podcast
  4. fMRT Aktivierungen des frontalen und parietalen Augenfeldes sowie MT/V5 während der Durchführung von Sakkaden, Smooth Pursuit und optokinetischem Nystagmus
Zur visuellen Exploration der Umwelt stehen uns verschiedene
bewusste und unbewusste Augenbewegungen zur Verfügung. Mit diesen
Bewegungsprogrammen sind wir in der Lage das Abbild des
Gesichtsfeldes auf der Retina in Anpassung an die aktuellen
Erfordernisse der Situation zu verschieben. Drei basale Sequenzen
dieses Repertoirs an Augenbewegungen stellen Sakkaden, Smooth
Pursuit und der optokinetische Nystagmus (OKN) dar. Die schnellen
Augenbewegungen der Sakkaden, die zur ständigen Neuausrichtung des
Blickes auf visuelle Ziele dienen, können sowohl reflektorisch als
auch willkürlich getriggert werden. Beim Smooth Pursuit handelt es
sich um eine bewusste, langsame Augenfolgebewegung, die zur
Beobachtung von bewegten Einzelobjekten dient. Im Gegensatz dazu
bewirkt der reflektorische optokinetische Nystagmus durch die
Kombination einer langsamen Folgebewegung mit einer schnellen
Rückstellsakkade in Gegenrichtung eine Stabilisierung des retinalen
Abbildes der Umwelt bei Eigenbewegung des Individuums. Zur
Ausführung der einzelnen Programme wird jeweils ein komplexes
neuronales Netzwerk im Cortex aktiviert. Bestimmte umschriebene
Regionen, die auf die Steuerung und Koordination von
Augenbewegungen, sowie auf die Verarbeitung bewegter visueller
Reize spezialisiert sind, werden im Wechsel oder in Kombination
aktiviert und setzen im Zusammenspiel mit anderen Zentren der
Wahrnehmung und Informationsverarbeitung die Bewegungsabläufe um.
Eine Schlüsselrolle spielen hier die sogenannten Augenfelder: das
frontale Augenfeld (FEF), das parietale Augenfeld (PEF) sowie das
für die Bewegungswahrnehmung essentielle Areal MT/V5 der
temporo-occipital Region. Die genaue anatomische Lokalisation und
Lagebeziehungen der einzelnen Areale untereinander sowie evtl.
Subspezialisierungen für bestimmte Funktionen sind jedoch bisher
nicht geklärt und Gegenstand aktueller wissenschaftlicher
Untersuchungen. Um die bisherigen Erkenntnisse aus
elektrophysiologischen tierexperimentellen Studien und
funktionellen Experimenten zur corticalen Steuerung der
Okulomotorik am Menschen weiter zu spezifizieren war es Ziel dieser
Studie folgende zwei Fragestellungen zu beantworten: • OKN setzt
sich aus einer dem Smooth Pursuit vergleichbaren langsamen
Augenfolgebewegung und einer schnellen Rückstellsakkade zusammen.
Wird OKN durch ein eigenes kortikales Netzwerk kontrolliert, das
parallel zu dem des Smooth Pursuit und dem der Sakkaden angelegt
ist? Oder wird OKN durch die beiden Systeme von Smooth Pursuit und
Sakkaden, die jeweils einzelne Komponenten der bei OKN ausgeführten
Augenbewegungen darstellen, mitgesteuert? • Zeigen die
Aktivierungsmuster für die drei Paradigmen im Bereich des FEF, des
PEF und MT/MST lediglich eine Unterteilung in subspezialisierte
Regionen zur Steuerung der einzelnen Okulomotorikparadigmen
(Sakkaden, Smooth Pursuit, OKN)? Oder lassen sich weitere
funktionell spezifische Unterregionen innerhalb dieser Paradigmen
nachweisen? Mittels funktioneller Magnetresonanztomographie (fMRT)
wurden über den Blood Oxygen Level Dependent (BOLD) Effekt bei 14
Probanden die unterschiedlichen corticalen Aktivierungen während
der Durchführung von Sakkaden, Smooth Pursuit und OKN erfasst und
analysiert. Die Auswertung der fMRT Datenserie erfolgte mittels
Statistical Parametric Mapping (SPM). Anschließend wurden die in
der Gruppenstudie signifikant aktivierten Areale der anatomischen
Lokalisation zugeordnet und die entsprechenden Brodmann Areale
ermittelt. Es zeigte sich, dass sich in den drei untersuchten
sensomotorischen Kortexregionen die Aktivierungen der Paradigmen
der Sakkaden und des Smooth Pursuit zusammengenommen nicht der
Aktivierung während OKN entsprechen. Durch die Subtraktion der
Aktivierungen der Sakkaden oder Smooth Pursuit von OKN erhält man
nicht das aktivierte Areal des jeweils anderen Paradigmas. Die
Aktivierungen liegen in geringfügig differenten Unterregionen der
Augenfelder bzw. MT/V5 mit teilweisen Überlappungen. Diese
Ergebnisse stützen die These der Existenz eines dritten, parallelen
corticalen Systems für die Steuerung des OKN, zusätzlich zu den
bereits bekannten Netzwerken zur Ausführung von Smooth Pursuit und
Sakkaden. Werden die Aktivierungen innerhalb der einzelnen
Paradigmen näher analysiert, ergibt sich im FEF und PEF für alle
drei Bewegungssequenzen eine Unterteilung der aktivierten Cluster
in zwei Unterregionen, die voneinander zu trennen sind. Diese ist
für Sakkaden im FEF bereits in der Literatur vorbeschrieben. Diese
einzelnen Anteile werden möglicherweise in Abhängigkeit von den
Details der jeweilig verwendeten Aufgabenstellung des
entsprechenden Okulomotorik-Paradigmas unterschiedlich stark
aktiviert. Dies stellt eine potentielle Erklärung für die in der
bisherigen Literatur angegebene breite Varianz der Talairach
Koordinaten des FEF dar. Für das PEF konnten in verschiedenen
Studien ebenfalls in Abhängigkeit von unterschiedlichen Paradigmen
in Übereinstimmung mit den hier vorliegenden Daten bereits mehrere
im Sulcus intraparietalis aufgereihte Unterregionen nachgewiesen
werden. Im Unterschied hierzu zeigen die Aktivierungen der Region
MT/V5 keine eindeutige Unterteilung in einzelne Anteile.

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