Psychologielexikon

bildgebende Verfahren

bildgebende Verfahren, apparative Verfahren der Hirndarstellung und naturgetreue Abbildungen anderer Organe am lebenden Organismus. Sie ermöglichen eine Aussage über Größe, Position und Aktivitätsniveau der Hirnstrukturen, aber auch über die Lokalisation und Ausdehnung krankhafter struktureller Veränderungen (Zentralnervensystem). Zu den strukturellen Darstellungen gehören die Computertomographie (CAT) und Magnetresonanztomographie (Magnetic Resonance Imaging, MRI).

Die CAT-Technik verwendet Röntgenstrahlen, deren Durchtritt durch den Kopf des Patienten mit einem Scanner registriert wird. Aufgrund der unterschiedlichen Absorption der Strahlen können einzelne Strukturen des Gehirns voneinander unterschieden werden. Darstellbar sind Schädelknochen, weiße Hirnsubstanz sowie die flüssigkeitsgefüllten Ventrikel.

Die Methode des Magnetic Resonance Imaging (MRI) nutzt die Tatsache, daß Wasserstoffatome eine inhärente Rotation (Spin) aufweisen. Die Rotationsachsen der Wasserstoffatome zeigen in der Regel eine zufällige Anordnung. Beim MRI werden sie durch ein Magnetfeld, das vor der Aufnahme aktiviert wird, in eine Richtung ausgelenkt. Deaktiviert man nun dieses Magnetfeld, so kehren die Wasserstoffatome in ihre ursprüngliche Rotationsachse zurück. Gleichzeitig angelegte Radiofrequenzfelder werden je nach Ort und Geschwindigkeit der Rückbewegung der Protone abgelenkt, vom Computer erfaßt und in eine Bilddarstellung des Gehirns umgerechnet. Neben diesen strukturellen MRI-Aufnahmen leistet dieses Gerät auch die Darstellung von funktionellen Hirnprozessen, z.B. beim Wahrnehmen oder Initiieren von Handlungen (funktionelles MRI, fMRI; funktionelle Kernspintomographie).

Weitere funktionelle Darstellungen sind die Magnetoenzephalographie (MEG), die Darstellung des regionalen zerebralen Blutflusses (rCBF) sowie die Positronen-Emissionstomographie (PET):

Grundlage der Magnetoenzephalographie ist die Messung des Magnetfeldes durch die Bewegung elektrischer Ladungen in den Nervenzellen, Dendriten und Axonen. Bei Aktivität des Gehirns werden schwache magnetische Felder generiert, die mit hochempfindlichen Sensoren (SQUIDs), die ca. 10-15 mm von der Schädeloberfläche angebracht werden, nachgewiesen werden können. Dargestellt werden die magnetischen Feldlinien, die durch den Stromdipol in der grauen Substanz hervorgerufen werden.

Die Methode des rCBF und das PET-Scanning machen sich die Tatsache zu Nutze, daß sich Hirnareale mit gesteigerter Aktivität durch einen erhöhten Energieverbrauch auszeichnen. Für eine rCBF-Darstellung erhält der Patient eine radioaktiv markierte Substanz (z.B. Glukose), die im Blut löslich ist. Die markierte Substanz (Positronen) trifft auf die im Gefäßsystem vorkommende Eigensubstanz des Gehirns (Elektronen) und gibt Gammastrahlung ab, die im Meßsystem erfaßt wird. In der Registrierung der Freisetzung von Radioaktivität werden aktive Hirnareale mit einem erhöhten Blutbedarf farblich anders dargestellt als weniger oder nicht beanspruchte Strukturen. (Biologische Psychologie).