fMRI-Brain Mapping des externen Analsphinkters: Eine detaillierte Auswertung der willentlichen maximalen Kontraktion mittels Independent Component Analysis (ICA)

Einführung: Die Ergebnisse bisheriger fMRI-Untersuchungen zur willentlichen maximalen Kontraktion des externen Analsphinkters verweisen auf ein weit verzweigtes kortikales Netzwerk mit erheblicher interindividueller Variabilität Das Ziel der Studie war es in einem Vergleich zwischen der parametrischen Standardauswertung (SPM 99, Dept. Cogn. Neurol., London) und der Independent Component Analysis (ICA), eine detailliertere Darstellung, der in die willentliche Kontraktion involvierten Hirnregionen und der zeitlichen Verläufe dieser Aktivierungen zu geben. Methode: Sechs gesunde Probanden (31–49 Jahre, 3 Männer) wurden an zwei Terminen, zwischen denen ein Trainingsintervall lag, in einem 1.5 Tesla Tomographen (Siemens Vision) untersucht. Hierzu wurde ein wassergefüllter Ballon im Analkanal der Probanden positioniert, und die Probanden wurden gebeten auf ein Licht-Signal hin den Sphinkter maximal anzuspannen (Kontrollbedingung: Pressen mit der rechten Hand). Die Vorverarbeitung der Daten und die anschließende statistische Analyse wurden mit den Softwarepaketen SPM99 und FSL für die ICA (FMRIB's Software Library, www.fmrib.ox.ac.uk/fsl) durchgeführt. Ergebnisse: Während der Sphinkterkontraktion zeigte sich eine signifikante Aktivierung im linken und rechten supplementär motorischen Kortex sowie dem Neo-Cerebellum und dem superiorem Cerebellum. Das Licht-Signal verursachte eine signifikante Erhöhung in primären und sekundären visuellen Arealen (für alle Vergleiche: p<.001). Die ICA Ergebnisse zeigten für jede Person und jede Bedingung je eine Komponente, die exakt den Zeitverlauf der Kontraktion abbildete. Der cinguläre Kortex zeigte hier eine höhere Aktivierung nur während der Kontraktion des Sphinkters. Andere Komponenten mit einer ähnlichen Aktivierungsfrequenz waren mehr mit der Verarbeitung der visuellen Stimulation und der Vorbereitung der Kontraktion assoziiert. Schlussfolgerung: Beide Methoden der fMRI Analyse identifizierten die Hirnregionen, die vermutlich das kortikale Netzwerk für die Kontraktion des externen Analspinkters bilden. Die Ergebnisse der ICA verweisen dabei auf verschiedene Areale die mit der Ausführung der Aufgabe und vorbereitender kognitiver Aktivität in Verbindung stehen. (DFG: En 50/18–3)