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18.04.2008

Dem Schlaganfall auf der Spur: PTB entwickelt Messtechnik zur Untersuchung der neurovaskulären Kopplung


Alle zwei Minuten erleidet ein Mensch in Deutschland einen Schlaganfall. Rund ein Drittel der Betroffenen überlebt den plötzlichen Blutmangel im Gehirn nicht, viele andere behalten schwere Behinderungen zurück. Denn das Gehirn ist ein Hochleistungsorgan mit immensem Energiebedarf - ist die Versorgung mit Sauerstoff unterbrochen, können Lähmungen, Sprach- und Sehstörungen die Folge sein. Um einen Baustein für das Verständnis der damit zusammenhängenden Prozesse im Gehirn zu liefern, entwickeln Forscher der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) neuartige Messmethoden: Sie erforschen den zeitlichen Zusammenhang zwischen dem Sauerstoffbedarf der Nervenzelle und der Sauerstoffbereitstellung durch das Blut. Dies ist ihnen erstmals direkt am Patienten mit einer Zeitauflösung von 100 ms gelungen.

Um das genaue Ergebnis zu erzielen, arbeiten die PTB-Forscher mit zwei Messgeräten simultan: Die Gehirnströme erfasst ein DC-Magnetenzephalograf (MEG), während ein Nahinfrarot-Spektroskop die Konzentrationsänderung des Blutsauerstoffes im Gehirn misst. Das Ergebnis zeigt, dass ein bis drei Sekunden nach einer spezifischen Gehirnzellenaktivität die Blutzufuhr steigt. Diese zeitliche Abfolge beider Phänomene können die Forscher nun auf 100 ms genau bestimmen. In einem nächsten Schritt wird die zeitliche Abfolge bei Gesunden mit der von Schlaganfallpatienten verglichen.

Das derzeit übliche Mittel, um die Aktivität von Nervenzellverbänden sichtbar zu machen, ist die funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT), besser als Kernspintomographie bekannt. Aber das Verfahren ermittelt das Ergebnis nur indirekt: Es misst den Sauerstoffgehalt des Blutes im Gehirn und lässt so Rückschlüsse auf die Zellaktivität zu - wo mehr Sauerstoff ist, ist auch eine erhöhte Gehirnzellenaktivität zu erwarten. Auf der anderen Seite erlauben die Elektro- bzw. Magnetenzephalografie, eher als EEG und MEG bekannt, einen direkten Einblick in neuronale Prozesse, können diese aber nicht genau räumlich lokalisieren. Die oben beschriebenen Experimente an der PTB können dazu beitragen, zwischen diesen herkömmlichen Messmethoden eine Brücke zu schlagen und neue Erkenntnisse für die Medizin zu liefern.

Quelle: Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB)




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