Veränderung der Konnektivität im motorischen System nach einem Schlaganfall

Die Funktionserholung nach einem Schlaganfall ist zu einem großen Teil auf Reorganisationsprozesse des Gehirns zurückzuführen. Funktionelle Bildgebungsexperimente bei Schlaganfall-Patienten haben übereinstimmend zeigen können, dass diese plastischen Umbauvorgänge der Netzwerkarchitektur beide Hemisphären involvieren. Solche Veränderungen können mit mathematischen Modellen zur Interaktion von Hirnarealen dargestellt werden. Das Verfahren „Dynamic Causal Modeling“ (DCM) erlaubt die Schätzung der „effektiven Konnektivität“ in einem Netzwerk von Arealen. Wir haben mithilfe von fMRT und DCM die effektive Konnektivität zwischen Schlüsselarealen des motorischen Systems bei Gesunden und Schlaganfall-Patienten mit Hemiparese in Folge einer subkortikalen Ischämie ermittelt. Diese Untersuchungen konnten zeigen, dass nicht nur ipsiläsionelle motorische Areale Störungen in ihrer Zusammenarbeit aufweisen, die umso ausgeprägter sind, je stärker die motorischen Fähigkeiten der Patienten eingeschränkt sind: Weiterhin ließ sich für einen Teil der Patienten eine pathologische Hemmung der geschädigten Hemisphäre nachweisen, welche vom Motorkortex der nicht-geschädigten Hemisphäre getrieben wird. Untersuchungen der Konnektivität können aber auch den Einfluss von Therapieverfahren darstellen. So wirkt sich eine rTMS vermittelte Reduktion der Aktivität des nicht-geschädigten Motorkortex sowohl auf die pathologischen interhemisphärischen Interaktionsmechanismen als auch auf ipsiläsionelle Störungen der Konnektivität aus. Korrelationsanalysen zwischen den Kopplungsparametern der Areale und der Verhaltenseffekte zeigen einen starken Zusammenhang zwischen Funktionsverbesserung und Steigerung der Konnektivität zwischen prämotorischen und primär motorischen Arealen. Zusammenfassend lässt sich konstatieren, dass Untersuchungen zur Konnektivität eine neue Sichtweise auf neurologische Pathologien hinsichtlich ihrer Auswirkung auf die Integrität funktioneller Netzwerke und hinsichtlich potentieller Therapieverfahren ermöglichen.