Differences in brain activation between mild cognitive impairment patients and healthy controls during a verbal working memory task: a functional magnetic resonance imaging (fMRI) study

Hintergrund: Diese Studie wurde durchgeführt, um Unterschiede in
der zerebralen Aktivierung zwischen zwei Gruppen von einerseits
Patienten mit leichten kognitiven Störungen (LKS) und andererseits
gesunden Kontrollpersonen (GK) während eines verbalen
Arbeitsgedächtnistests zu untersuchen. LKS wird als Vorstufe der
Alzheimer Demenz angesehen. Um eine frühe Diagnose der Demenz zu
ermöglichen, ist es wichtig, diagnostische Marker für LSK und AD zu
etablieren. Methoden: Acht Personen mit LKS und acht GK haben sich
einer funktionellen Magnetresonanztomographie unterzogen, während
sie einen verbalen Arbeitsgedächtnistest durchführten. Sie bekamen
fünf Buchstaben gezeigt, die sie sich nach der Einprägungsphase
sechs Sekunden lang merken mussten, währenddessen sie ein
Fixierungskreuz sahen. Nach dieser Verzögerung wurde den Probanden
ein einzelner Buchstabe gezeigt, und sie mussten entscheiden, ob
dieser Buchstabe in der vorher gezeigten Gruppe von Buchstaben
enthalten war. Die Antwort erfolgte über Tasten in der rechten und
linken Hand. Statistische parametrische Karten des Gehirns, die die
Gehirnaktivität für die jeweiligen Gruppen zeigen, und Karten, die
die Unterschiede zwischen beiden Gruppen zeigen, wurden für beide
Gruppen erstellt. Ziele: Ziele der Studie waren, die
Gehirnaktivierung von Patienten mit LKS und einer Gruppe von GK
während eines verbalen Arbeitsgedächtnistests zu untersuchen, und
Unterschiede in der Aktivierung zwischen den beiden Gruppen zu
finden. Ergebnisse: Gehirnaktivierung in der GK-Gruppe wurde in
dorsolateral-präfrontalen, parietalen und temporalen Gegenden
beobachtet. Diese Aktivierungen wießen linksseitige Lateralisierung
auf, was für verbale Aufgaben typisch ist. Trotzdem gab es auch
aktive Regionen in der rechten Hemisphäre, was einen gewissen Grad
von Delateralisierung bedeutet. Dies wiederum ist ein typischer
Prozess der normalen Alterung. Die LKS-Gruppe wies Aktivierung in
den gleichen Regionen auf, allerdings mit einem geringeren Grad an
Delateralisierung. Es gab sowohl interhemisphärische wie auch
interregionale Unterschiede in der Aktivierung zwischen den
Gruppen. Die GK-Gruppe zeigte höhere Aktivierung in Regionen des
Frontallappens, während die LKS-Gruppe höhere Aktivierung in
Regionen des Termporallappens aufwies. In beiden Gruppen fanden
sich Regionen, die höhere Aktivierung während der Ruhe-Phase des
Tests im Vergleich zu der tatsächlichen Aufgabe zeigten. Diese
Regionen werden ‚Default’-Netzwerk genannt. Die LKS-Gruppe hatte
eine ausgeprägtere ‚Deaktivierung’ als die GK-Gruppe während der
Wiederholungs-Phase des Tests, und eine niedrigere ‚Deaktivierung’
als die GK-Gruppe während der Entscheidungs-Phase. Ausblick: In
beiden Gruppen war die Gehirnaktivierung während der verschiedenen
Teile der Aufgabe in Gegenden, die während eines verbalen
Arbeitsgedächtnistests typischerweise aktiviert werden. Es fanden
sich Unterschiede in den Aktivierungsmustern zwischen den beiden
Gruppen. Der auffallendste Unterschied war, dass die LKS-Gruppe
höhere Aktivierung als die GK-Gruppe hatte, was auf Kompensierung
für neurale Degeneration und kognitiven Leistungsabfall
zurückgeführt werden kann. Dieser Kompensationsprozess trat während
allen Teilen des Arbeitsgedächtnistests auf.