Die Kombination von transkranieller Magnetstimulation und funktioneller Bildgebung zur Untersuchung visuell räumlicher Verarbeitung

Die Erstellung einer internen Repräsentation des uns umgebenden Raums ist eine komplexe kortikale Funktion an der parietale, frontaler und temporaler Areale beteiligt sind. Zur Untersuchung der Funktionsweise dieses Netzwerkes wurde die Kombination von funktioneller Kernspintomographie (fMRI) und Transkranieller Magnetstimulation (TMS) eingesetzt.

Zur Untersuchung des räumlichen Arbeitsgedächtnisses wurde eine fMRI-Studie durchgeführt, die den Benton Line Judgement Orientation Test abwandelte. Probanden wurden Linien präsentiert, bei denen die räumliche Ausrichtung zueinander oder die Liniendicke beurteilt werden sollte. Diese Aufgabe wurde mit und ohne Arbeitsgedächtnis-Komponente durchgeführt. Es zeigte sich für die Verarbeitung von Objektbeziehungen im Raum vorwiegend rechts ein parieto-frontales Netzwerk. In der Interaktionsanalyse (räumliche Verarbeitung x Arbeitsgedächtnisaufgaben) zeigte sich eine Aktivierung im rechten Sulcus intraparietalis (IPS).

Die funktionelle Bedeutung des IPS sowie des dorsolateralen präfrontalen Kortex (DLPFC) während visueller Verarbeitung von räumlichen Objektbeziehungen wurde anschließend mit TMS untersucht. Diese Methode erlaubt durch die Applikation von einzelnen Magnetimpulsen die Untersuchung der Funktion von kortikalen Regionen in hoher zeitlicher Auflösung. Erneut wurde eine Variante des Benton-Tests mit Arbeitsgedächtnis-Komponente eingesetzt; TMS wurde zu unterschiedlichen Zeitpunkten (250ms, 325ms, 400ms, 475ms, 550ms nach Präsentation des ersten Stimulus) appliziert. Es zeigte sich ein spezifischer Effekt der Magnetstimulation über dem IPS sowie DLPFC nur zum Zeitpunkt 400 ms. Dies weist auf eine enge Vernetzung der beiden Areale zu diesem Zeitpunkt zur Erstellung einer Repräsentation der Stimuli im räumlichen Arbeitsgedächtnis hin.

In einer weiteren Studie wurde die funktionelle Bedeutung des posterioren parietalen und temporalen Kortex für räumliche visuelle Aufmerksamkeit untersucht. Stimuli, die für 40ms einzeln oder gleichzeitig im rechten oder linken peripheren Gesichtsfeld präsentiert wurden sollten detektiert werden. TMS über dem rechten posterioren parietalen Kortex (PPC) und dem temporo-parietalen Übergang führte zu einem kontralateralen Extinktionsphänomen. Gleichzeitig applizierte TMS über dem kontralateralen PPC konnte diesen Effekt wieder aufheben, was für die Hypothese der interhemisphärische Rivalität in der Repräsentation von Aufmerksamkeit spricht.