Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Susanne Klein-Vogelbach-Preis 2002 an Dr. med. Timo Krings, Aachen, verliehen

05.02.2003


Der mit 10.000 Schweizer Franken dotierte internationale Susanne Klein-Vogelbach-Preis wurde für das Jahr 2002 an den Aachener Neuroradiologen Dr. Timo Krings für seine Untersuchungen über die Aktivierung von sekundären motorischen Hirnarealen bei Patienten mit Lähmungserscheinungen verliehen.


Der Preisträger 2002 Dr. Timo Krings, Aachen



Die Jury zeichnete Krings für seine Untersuchungen mit der funktionellen Magnetresonanztomographie (fMRT) aus, die neue Aufschlüsse darüber geben, wie das Gehirn den Ausfall bestimmter motorischer Funktionen durch verstärkte Aktivität in sekundären Arealen auszugleichen sucht. Die Aachener Forscher zeigten erstmals an einem großen Patientenkollektiv, dass das motorische System in Abhängigkeit von der Komplexität einer Aufgabe, die ihrerseits abhängig von den aktuellen motorischen Fähigkeiten des untersuchten Patienten ist, als ein Netzwerk seine neuronale Aktivität anpasst. Als Kontrollgruppe wurden u.a. auch Pianisten untersucht.

... mehr zu:
»Hirnareal »Lähmung


Obwohl die Aktivitätsmuster des Gehirns während motorischer Aktivität bei gesunden Kontrollprobanden hinlänglich bekannt sind, ist die Frage bislang nicht ausreichend beantwortet worden, wie sich diese Aktivierungsmuster bei Patienten mit Hirntumoren, die in der Nähe der motorischen Hirnzentren liegen, verändert. Insbesondere ist es bislang nicht geklärt, welchen Effekt eine Lähmung bzw. der Grad der Lähmung auf die Hirnaktivierungsmuster hat.

Aus diesem Grund wurden in der mit dem Preis ausgezeichneten Arbeit 110 Patienten mit einem Hirntumor untersucht, der im Bereich der motorischen Hirnareal lag und in einem Drittel der Fälle zu einer schweren Lähmung, in einem Drittel zu einer leichten Lähmung und in einem Drittel zu keiner relevanten Lähmung geführt hatte.

Alle Patienten mussten die gleiche einfache Fingerbewegungsaufgabe durchführen. Dabei zeigte sich, dass in Abhängigkeit von dem Grad der Lähmung die Aktivität in den primär motorischen Zentren abnahm während die Aktivität in den sekundär motorischen Hirnzentren bei zunehmender Lähmung zunahm. Die Abnahme der Aktivität in den primär motorischen Zentren lässt sich nach Ansicht der Autoren dadurch erklären, dass der Tumor einerseits den Verlust von gesunden Nervenzellen andererseits aber auch eine Veränderung in der Hirndurchblutung ausgelöst hat. Beide Faktoren zusammen bewirken eine Abnahme der Aktivität.

Interessanter hingegen erscheint den Autoren die Zunahme der Aktivität in den nicht von dem Tumor betroffenen sekundär motorischen Zentren mit steigendem Grad der Lähmung. Diese kann zum einen als Ausdruck einer kortikalen Reorganisation erklärt werden, die z.B. als Folge einer erhöhten Komplexität der motorischen Aufgabe für den Patienten auftritt, zum anderen aber auch als Ausdruck redundanter Systeme, die die Funktion des geschädigten Kortex übernehmen. Die Aktivitätszunahme kann aber auch als Korrelat anderer funktioneller Strategien zur Lösung der motorischen Aufgabe gedeutet werden.

Unter Berücksichtigung einer von der Arbeitsgruppe um Timo Krings durchgeführten Studie an Pianisten, die während der Durchführung einer komplexen Handbewegungsaufgabe im Vergleich zu Kontrollprobanden deutlich weniger Aktivität in den verschiedenen Knoten des motorischen Netzwerkes benötigten, erscheint den Autoren jedoch folgende Erklärung für die vermehrte Aktivität in sekundär motorischen Zentren bei zunehmender Lähmung am wahrscheinlichsten: Patienten, die einen Verlust ihrer motorischen Geschicklichkeit aufwiesen, zeigten in den Arealen eine vermehrte Aktivität, die bei gesunden Probanden erst während der Durchführung einer komplexen Aufgabe vermehrt aktiv waren.

Das motorische Netzwerk scheint somit seine Aktivität in Abhängigkeit von Fingerfertigkeit und Komplexität der Aufgabe zu modulieren. Hinweise für eine echte Plastizität im Sinne von neu aufgetretenen Hirnarealen, die die verloren gegangene Funktion ersetzen könnten, zeigten sich nicht. Das dargestellte Netzwerk ist vielmehr auch schon im gesunden Probanden vorhanden, hier jedoch so wenig aktiviert, dass es sich unterhalb der Detektionsschwelle der fMRT befindet. Erst mit höheren Anforderungen an dieses Netzwerk, sei es durch erhöhte Aufgabenkomplexität oder verminderte Fingerfertigkeit, kommt es zu einer neuronalen Antwort, deren hämodynamische Korrelate durch die fMRT sichtbar gemacht werden können.

Diese Studie zeigt somit erstmals an einem großen Patientenkollektiv, dass das motorische System in Abhängigkeit von der Komplexität einer Aufgabe, die ihrerseits abhängig von den aktuellen motorischen Fähigkeiten des untersuchten Patienten ist, als ein Netzwerk seine neuronale Aktivität anpasst. Die einzelnen Areale oder Knoten dieses Netzwerkes haben dabei teils redundante, teils eigenständige Aufgaben und können für andere, in ihrer Fähigkeit eingeschränkten Hirnbereiche einspringen indem die Aktivität des gesamten Systems hochreguliert wird.

Bernhard Lewerich | idw

Weitere Berichte zu: Hirnareal Lähmung

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Förderungen Preise:

nachricht Deutscher Innovationspreis für Klima und Umwelt 2017 ausgeschrieben
23.01.2017 | Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung (ISI)

nachricht Personal-Trainer zum Anziehen: Intelligente Trainingskleidung gewinnt Fashion Fusion Award
23.01.2017 | Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz GmbH, DFKI

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Förderungen Preise >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Erstmalig quantenoptischer Sensor im Weltraum getestet – mit einem Lasersystem aus Berlin

An Bord einer Höhenforschungsrakete wurde erstmals im Weltraum eine Wolke ultrakalter Atome erzeugt. Damit gelang der MAIUS-Mission der Nachweis, dass quantenoptische Sensoren auch in rauen Umgebungen wie dem Weltraum eingesetzt werden können – eine Voraussetzung, um fundamentale Fragen der Wissenschaft beantworten zu können und ein Innovationstreiber für alltägliche Anwendungen.

Gemäß dem Einstein’schen Äquivalenzprinzip werden alle Körper, unabhängig von ihren sonstigen Eigenschaften, gleich stark durch die Gravitationskraft...

Im Focus: Quantum optical sensor for the first time tested in space – with a laser system from Berlin

For the first time ever, a cloud of ultra-cold atoms has been successfully created in space on board of a sounding rocket. The MAIUS mission demonstrates that quantum optical sensors can be operated even in harsh environments like space – a prerequi-site for finding answers to the most challenging questions of fundamental physics and an important innovation driver for everyday applications.

According to Albert Einstein's Equivalence Principle, all bodies are accelerated at the same rate by the Earth's gravity, regardless of their properties. This...

Im Focus: Mikrobe des Jahres 2017: Halobacterium salinarum - einzellige Urform des Sehens

Am 24. Januar 1917 stach Heinrich Klebahn mit einer Nadel in den verfärbten Belag eines gesalzenen Seefischs, übertrug ihn auf festen Nährboden – und entdeckte einige Wochen später rote Kolonien eines "Salzbakteriums". Heute heißt es Halobacterium salinarum und ist genau 100 Jahre später Mikrobe des Jahres 2017, gekürt von der Vereinigung für Allgemeine und Angewandte Mikrobiologie (VAAM). Halobacterium salinarum zählt zu den Archaeen, dem Reich von Mikroben, die zwar Bakterien ähneln, aber tatsächlich enger verwandt mit Pflanzen und Tieren sind.

Rot und salzig
Archaeen sind häufig an außergewöhnliche Lebensräume angepasst, beispielsweise heiße Quellen, extrem saure Gewässer oder – wie H. salinarum – an...

Im Focus: Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide

Neuartige Biofasern aus einem Seidenprotein der Florfliege werden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit der Firma AMSilk GmbH entwickelt. Die Forscher arbeiten daran, das Protein in großen Mengen biotechnologisch herzustellen. Als hochgradig biegesteife Faser soll das Material künftig zum Beispiel in Leichtbaukunststoffen für die Verkehrstechnik eingesetzt werden. Im Bereich Medizintechnik sind beispielsweise biokompatible Seidenbeschichtungen von Implantaten denkbar. Ein erstes Materialmuster präsentiert das Fraunhofer IAP auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin vom 20.1. bis 29.1.2017 in Halle 4.2 am Stand 212.

Zum Schutz des Nachwuchses vor bodennahen Fressfeinden lagern Florfliegen ihre Eier auf der Unterseite von Blättern ab – auf der Spitze von stabilen seidenen...

Im Focus: Verkehrsstau im Nichts

Konstanzer Physiker verbuchen neue Erfolge bei der Vermessung des Quanten-Vakuums

An der Universität Konstanz ist ein weiterer bedeutender Schritt hin zu einem völlig neuen experimentellen Zugang zur Quantenphysik gelungen. Das Team um Prof....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Hybride Eisschutzsysteme – Lösungen für eine sichere und nachhaltige Luftfahrt

23.01.2017 | Veranstaltungen

Mittelstand 4.0 – Mehrwerte durch Digitalisierung: Hintergründe, Beispiele, Lösungen

20.01.2017 | Veranstaltungen

Nachhaltige Wassernutzung in der Landwirtschaft Osteuropas und Zentralasiens

19.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Wie der Nordatlantik zum Wärmepirat wurde

23.01.2017 | Geowissenschaften

Immunabwehr ohne Kollateralschaden

23.01.2017 | Biowissenschaften Chemie

Erstmalig quantenoptischer Sensor im Weltraum getestet – mit einem Lasersystem aus Berlin

23.01.2017 | Physik Astronomie