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DOI: 10.1055/s-2002-36435
© Johann Ambrosius Barth
Sprachaktivierung im PET bei ischämischen Insulten und Hirntumoren
Language Activation in Ischemic Stroke and Brain Tumor: A PET StudyPublikationsverlauf
Publikationsdatum:
08. Januar 2003 (online)
![](https://www.thieme-connect.de/media/zblneurochir/200204/lookinside/thumbnails/10.1055-s-2002-36435-1.jpg)
Zusammenfassung:
Die Störung neurologischer Funktionen bei Erkrankungen des zentralen Nervensystems drückt sich in den entsprechenden Netzwerken als Änderung des Aktivierungsmusters auf spezifische Aufgaben aus, die mittels funktioneller bildgebender Verfahren, z. B. Positronen-Emissions-Tomographie (PET) dargestellt werden können. Die Sprache als eine komplexe Hirnleistung beruht auf diesem Zusammenspiel eines verzweigten Netzwerkes, wobei Partialfunktionen in einzelnen Zentren lokalisiert und Leistungen nach ihrer Komplexität hierarchisch geordnet sind. Diese Spezialisierung einzelner Zentren und die Lateralisation integrativer Funktionen in die dominante (meist linke) Hemisphäre wird durch kollaterale und transkallosale Hemmung untergeordneter Strukturen im Netzwerk erreicht.
Bei Patienten nach Schlaganfall treten häufig aphasische Störungen auf, deren Ausgestaltung und Rückbildungsfähigkeit von der Lokalisation und Ausdehnung des Infarktes in der dominanten Hemisphäre geprägt ist. Für die Rückbildung der Ausfälle und für das Erreichen einer zufrieden stellenden Sprachfunktion ist der Erhalt bzw. die funktionelle Reintegration der oberen linken Temporalwindung wichtig; die Reaktivierung dieser Region in wiederholten PET-Aktivierungsstudien korrelierte zu einem günstigen Verlauf, während Aktivierungen in anderen eloquenten Arealen oder in kontralateralen Netzwerkanteilen zwar eine leichte Verbesserung einzelner Partialfunktionen, nie aber eine zufriedenstellende Sprachproduktion anzeigten.
Bei Patienten mit Tumoren in der linken Hemisphäre entwickeln sich Symptome langsamer als bei ischämischem Insult, so dass sich das Funktionsnetzwerk an die Läsion anpassen kann. Bei diesen Patienten fanden sich Verlagerungen der durch die Sprachtests aktivierten Areale in ipsilaterale Regionen außerhalb der bei normalen Probanden beanspruchten Zentren; es kam aber auch zu Verlagerung der Aktivierungen in kontralaterale homotope Areale. Insbesondere die Verlagerung der Aktivierung in die subdominante Hemisphäre war häufig bei Patienten mit Aphasie zu beobachten, wobei die Rechts-Links-Asymmetrie der Aktivierung im Kleinhirn mit dem Schweregrad der Aphasie korrelierte. Eine Verlagerung der Aktivierungsdominanz nach rechts konnte sich nach Operation des Tumors mit der Verbesserung der Sprachstörung wieder umkehren.
Sowohl intrahemisphärische als auch interhemisphärische Kompensationsmuster können durch Verminderung der kollateralen Hemmung von spezifischen Zentren auf andere Strukturen im Funktionsnetzwerk (Disinhibition) erklärt werden, wobei bei umschriebenen und langsamer entstehenden Läsionen ipsilaterale Regionen erweitert und verlagert werden, bei großen Defekten die transkallosale Hemmung vermindert und damit kontralaterale Areale aktiviert werden.
Abstract
Disturbance of neurologic function in disorders of the central nervous system is expressed as altered activation pattern in functional networks after specific tasks, and can be studied by functional imaging modalities, e.g. positron emission tomography (PET). Language, a complex brain function is based on the interplay of a distributed network in which partial functions are executed in various centers and tasks are hierarchically organized according to their complexity. The specialization of different centers and the lateralization of integrative functions into the dominant (usually left) hemisphere is achieved by collateral and transcallosal inhibition of structures of lower order in the network.
Patients with ischemic stroke often suffer from aphasia; the features and the prognosis of this disturbance is determined by the localization and the extent of the infarct in the dominant hemisphere. The preservation of the left superior temporal gyrus or its functional reintegration, respectively, is of utmost importance for the recovery of the deficits and for a satisfactory outcome. Reactivation of this region in repeated PET-activation studies were related to a favorable outcome, activation of other eloquent regions or of contralateral areas were accompanied by some improvements, but never indicated recovery of sufficient speech production.
Symptoms develop slowly in patients with tumors in the left hemisphere, and the functional network can adapt to the lesion. In these patients a dislocation of areas activated during language tasks was observed, either to ipsilateral regions usually not involved or to contralateral homotopic areas. Aphasia was frequent in cases with activation shift to the subdominant hemisphere, and the right over left asymmetry in activation of the cerebellum was correlated to the severity of language impairment. The shift of dominance in activation could be reversed after surgical resection of the tumor leading to improved speech performance.
The patterns of intrahemispheric as well as interhemispheric compensation may be explained by reduction of collateral inhibition of specific centers on other structures within the network (disinhibition): circumscript and/or slowly developing lesions disinhibit surrounding areas leading to increases and to displacements of activated centers; large morphological defects reduce the transcallosal inhibition leading to the activation of contralateral regions.
Schlüsselwörter:
Sprachaktivierung - PET - Hirndurchblutung - Glukosestoffwechsel - ischämischer Insult - Hirntumoren
Key words:
Language activation - PET - blood flow - glucose metabolism - ischemic stroke - tumor
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Prof. Dr. W.-D. Heiss
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