Grundlagen der funktionellen Bildgebung des Gehirns mit der Positronen-Emissions-Tomographie

Zusammenfassung

Funktionell bildgebende Verfahren – insbesondere die Positronen-Emissions-Tomographie (PET) – haben unsere Kenntnis über die Funktionsweise des Gehirns auf molekularer und systemischer Ebene erweitert. Die PET basiert auf der Aufzeichnung und computergestützten Auswertung des Zerfalls kleinster Mengen mit Positronenstrahlern radioaktiv markierter Substanzen (Radiotracer). Mit spezifischen Radiotracern können z.B. regionaler Blutfluss, Stoffwechselvorgänge oder Neurotransmitter-Rezeptorsysteme sichtbar gemacht werden. Neben einer qualitativen Darstellung ist unter bestimmten Voraussetzungen mittels mathematischer Modelle eine Quantifizierung der o.g. Vorgänge möglich. PET-Untersuchungen des regionalen zerebralen Blutflusses eröffnen Einblicke in die Abläufe höherer Gehirnfunktionen (z.B. Gedächtnis, Sprache, Aufmerksamkeit) bei Gesunden oder hirnerkrankten Patienten. Klinisch etabliert ist die PET-Untersuchung des Gehirns mit Fluor-18-markierter Deoxyglukose (FDG) bei neurodegenerativen Erkrankungen, Epilepsien oder Erkrankungen des psychiatrischen Formenkreises. Bei diesen Erkrankungen lassen sich typischerweise Frühveränderungen mit der PET nachweisen. Aktuelle Bestrebungen der PET-Forschung zielen u.a. auf die In-vivo-Darstellung und Quantifizierung der Plaques (β-Amyloid) im Gehirn von Alzheimer-Erkrankten ab, mit wichtigen Implikationen für die Früherkennung oder die Entwicklung und Testung neuer Medikamente.

Summary

Functional neuroimaging techniques – in particular positron emission tomography (PET) – have been providing new insights in our understanding of brain function from the molecular up to the systems level. PET is based on the acquisition and computer-aided analysis of the radioactive decay of positron emitters that are labelled to specific molecular probes (tracers). PET allows the in vivo quantitative imaging with radiotracers of regional blood flow, metabolism or for example receptor binding in different neurotransmitter systems. PET studies of regional cerebral blood flow during the execution of higher cognitive functions (i.e. memory, speech, attention) have shed light on patterns of interactions of specialised brain regions and on a systems level in normal volunteers as well as patients. PET has a clinical impact in the diagnosis and differential diagnosis of neurodegenerative disorders, epilepsy as well as psychiatric diseases. More recent developments include the development of tracers for the in-vivo assessment and quantitation of β-amyloid-plaques in patients suffering from Alzheimer’s disease with important clinical implications within the framework of drug development and therapy monitoring.

Schlüsselwörter

Positronen-Emissions-Tomographie (PET) - funktionelle Bildgebung - Gehirn

Keywords

PET - functional neuroimaging - brain

• Literatur

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