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    Darstellung des Fasciculus Arcuatus durch deterministische Faserbahnenberechnungen aus diffusionsgewichteteten MR-Aufnahmen im Rahmen einer retrospektiven Studie

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    Diffusion Tensor Imaging (kurz DTI) ist Gegenstand aktueller Forschung, um subkortikale neuronale Netzwerke in Ihrer Anatomie und Funktion zu verstehen. Durch den Vorteil der Nicht-InvasivitĂ€t und der kurzen Untersuchungszeit fĂŒr den Patienten im Vergleich zur etablierten funktionellen Magnetresonanztomographie (kurz fMRT), sollte die klinische Relevanz zum Beispiel fĂŒr eine prĂ€operative neurochirurgische Diagnostik eruiert werden. Insbesondere kortikale Hirnregionen und Assoziationsfasern, die im Zusammenhang mit Sprachproduktion und SprachverstĂ€ndnis stehen, mĂŒssen bei neurochirurgischen Eingriffen möglichst geschont werden. Mehrere Forschungsgruppen konnten bereits relevante Assoziationsfasern innerhalb der weißen Hirnsubstanz, zu der der Fasciculus Arcuatus zĂ€hlt, mittels Fasertraktographie darstellen und in Zusammenhang mit den Ergebnissen etablierter fMRT-Methoden zur Identifikation von kortikalen Spracharealen bringen. Aus diesen Überlegung ergaben sich drei Zielsetzungen fĂŒr diese Arbeit. Als erstes Ziel sollte ein Fasertraktographie-Algorithmus entworfen werden, der mithilfe weniger Datenprozessierungsschritte aus den Diffusionsdaten den Arcuatus Fasciculus als wichtige Assoziationsfaser der SprachdomĂ€ne identifiziert und welcher zudem fĂŒr Patienten mit neuropathologischen Erkrankungen verwendbar ist. Als zweite Zielsetzung sollte untersucht werden, ob eine strukturelle interhemisphĂ€rische Seitendifferenz in der Anzahl der zum Arcuatus Fasciculus zugehörigen Fasern gefunden werden kann. Die dritte Zielsetzung widmet sich der Untersuchung der Sprachdominanz des Patienten im Rahmen dessen die Seitendifferenz in Anzahl der Fasern mit den funktionellen Ergebnissen aus der fMRT korreliert werden. DiffusionsdatensĂ€tze von 34 Patienten mit epileptischen Erkrankungen und extra- sowie intraaxialen Hirntumoren wurden mittels deterministischer Fasertraktographie verarbeitet, um fĂŒr jeden Patienten die Gesamtheit der zerebralen Faserbahnen zu identifizieren. Anschließend wurde aus dieser Gesamtheit mittels weniger Prozessierungsschritte der Arcuatus Fasciculus fĂŒr beide HemisphĂ€ren getrennt dargestellt und die Anzahl der zugehörigen Fasern bestimmt. Bei sechs Patienten konnten aufgrund mangelnder DatenqualitĂ€t nicht ausreichend Faserbahnen im Arcuatus Fasciculus erfasst werden. Die Ergebnisse der restlichen 28 Patienten wurden mit den zugehörigen fMRT-Befunde korreliert. Der in dieser Arbeit aufgefĂŒhrte Algorithmus zur Fasertraktographie des Arcuatus Fasciculus konnte anhand weniger Datenverarbeitungsschritte bei 28 von 34 Patienten der Arcuatus Fasciculus fĂŒr beide HemisphĂ€ren darstellen. Außerdem konnte gezeigt werden, dass eine individuelle Platzierung von Regions-of-Interest die SensitivitĂ€t fĂŒr die Erfassung der neuronalen Fasern erhöht. ZusĂ€tzlich fanden sich bei 25 von 28 Patienten interhemisphĂ€rische Unterschiede von mehr als 10 Fasern, sodass eine Untersuchung der Sprachdominanz anhand dieser Differenzen möglich ist. Schließlich konnte gezeigt werden, dass in 91% der FĂ€lle die interhemisphĂ€rische Seitendifferenz im Fasertraktographie mit den funktionellen Seitendifferenzen im fMRT ĂŒbereinstimmt. Daher demonstriert diese Arbeit die klinische Relevanz der DTI als nicht-invasive Bildgebung subkortikaler Sprachnetzwerke zu Forschungszwecken und zur prĂ€operativen Diagnostik vor neurochirurgischen und interventionellen Eingriffen. Durch Anpassung des Algorithmus kann der Anwendungsbereich auf andere subkortikale Netzwerke erweitert und durch Anwendung an grĂ¶ĂŸeren und definierten Patientengruppen die Signifikanz der Ergebnisse gesichert werden

    Test-Retest ReliabilitÀt von fMRT-Paradigmen: Wortgenerierung und Subliminale PrÀsentation emotionaler Stimuli

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    Hintergund: Die funktionelle Magnetresonanztomographie hat seit ihrem Einsatz in der medizinischen Diagnostik Anfang der 1990er Jahre die Forschungslandschaft der Psychiatrie und Neurologie grundlegend verĂ€ndert. In rasanter Geschwindigkeit sind seither Annahmen ĂŒber die neurologischen Korrelate der menschlichen kognitiven FĂ€higkeiten untersucht und die Übertragung der Erkenntnisse in therapeutische Bereiche in den Rahmen des Möglichen gerĂŒckt worden. Wissenschaftliche Standards fĂŒr die Messung und Interpretation der Ergebnisse hinken dieser Entwicklung allerdings noch hinterher (Bennet und Miller, 2010). Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist es demzufolge, die ReliabilitĂ€t der fMRT-Messung unterschiedlicher kognitiver Aufgabenbereiche zu untersuchen. Die Paradigmen dieser Arbeit werden im Kontext der Studie ‚Erfassung von Wirkungen genetischer Risikovarianten fĂŒr psychische Störungen auf Gehirnstruktur und –funktion bei Gesunden und Erkrankten’ verwendet. In dieser Studie wird unter anderem die neuronale AktivitĂ€t und funktionelle KonnektivitĂ€t mittels fMRT-Paradigmen im zeitlichen Verlauf bei einem gesunden und erkrankten Probandenkollektiv untersucht und auf Risikovarianten ĂŒberprĂŒft. Da es sich hierbei um eine Longitudinalstudie handelt, ist es essentiell, dass die gewonnenen fMRT-Daten der jeweiligen Paradigmen keine zufĂ€lligen Messfehler darstellen und möglichst ĂŒber einen lĂ€ngeren Zeitraum vergleichbar sind. Methoden: In einem Test-Retest-Verfahren wurden mittels fMRT-Untersuchung 20 gesunde Proband_innen im Abstand von 28,4 ± 6,0 Tagen gemessen. Aus den gewonnenen Daten der beiden Messungen folgte zunĂ€chst eine qualitative ÜberprĂŒfung der Überlappung der Aktivierungsareale. Im Anschluss wurde eine statistische Rechenanalyse mithilfe des sogenannten ICC-Wertes (Intra-Class Correlation Coefficient) durchgefĂŒhrt. Darauf basierend fand eine Bewertung der ZuverlĂ€ssigkeit der Aktivierungswerte hinsichtlich ihrer Reproduzierbarkeit statt. Die Messungen ĂŒberprĂŒften insgesamt fĂŒnf verschiedene DomĂ€nen kognitiver Hirnfunktionen in sechs Paradigmen: das Ruhenetzwerk (Resting State), die semantische Wortgenerierung (Verbal Fluency, WG), das Einspeichern und Abrufen innerhalb des episodischen GedĂ€chtnisses (Encoding und Retrieval), die Verarbeitung subliminal prĂ€sentierter emotionaler Stimuli (Subprime, SPES) und das ArbeitsgedĂ€chtnis (n-back). In dieser Arbeit wurde schwerpunktmĂ€ĂŸig die ReliabilitĂ€t des WG und des SPES- Paradigmas untersucht. Ergebnisse: Sowohl die WG- als auch die SPES-Aufgabe zeigten ĂŒberwiegend erwartungsgemĂ€ĂŸ aktivierte Hirnregionen, welche sich in der Auswertung der qualitativen Darstellung mittels Cluster-Überlappungsmethode und der Rechenanalyse jedoch erheblich unterschieden. Die WG-Aufgabe erzeugte deutlich mehr Aktivierungen wĂ€hrend der Kontrollphase. In der Cluster-Überlappungsmethode ĂŒberlappten sich hauptsĂ€chlich die Deaktivierungsareale und statistisch bestĂ€tigten die errechneten ReliabilitĂ€ten eine insgesamt schlechte ReliabilitĂ€t des Paradigmas. Hinsichtlich der SPES-Aufgabe zeigten sich in der Auswertung die charakteristischen Aktivierungsregionen der Gesichterverarbeitung und auch in der ReliabilitĂ€tsanalyse fĂŒr das aktivierte und das deaktivierte Netzwerk verhĂ€ltnismĂ€ĂŸig hohe mediane ICC-Werte im moderaten bis guten ReliabilitĂ€tsbereich. Die ÜberprĂŒfung der subliminal stimulierten Emotionsverarbeitung am Beispiel der Emotion Angst wies demhingegen nur geringe AktivitĂ€ten und fĂŒr die charakteristischen Regionen eine niedrige ReliabilitĂ€t auf. Zusammenfassend gilt die ReliabilitĂ€t der SPES-Aufgabe somit als moderat bis gut zu beurteilen. Diskussion: In der Beurteilung der Ergebnisse mĂŒssen viele Aspekte Beachtung finden, um die Frage der Übertragbarkeit auf Messungen der Rahmenstudie und auch andere Probandenkollektive beantworten zu können. ZunĂ€chst ist die Varianz der erhobenen fMRT-Daten wesentlich von experimentellen und technischen Bedingungen sowie dem experimentellen Design abhĂ€ngig (Bennet und Miller, 2013). Trotz guter technischer Bedingungen zeigten sich in dieser Studie experimentelle Defizite hinsichtlich des Probandenkollektivs. Zudem wirkten sich verschiedene MĂ€ngel im experimentellen Design beider Paradigmen auf die geringe ReliabilitĂ€t aus. Als weiterer Aspekt muss die ReliabilitĂ€tsanalyse anhand der ICC-Werte hinterfragt werden. Sie entspricht zwar dem aktuellen Stand der ReliabilitĂ€tsĂŒberprĂŒfung, weist jedoch ebenfalls große Defizite in der Übertragung auf andere Probandenkollektive auf (Fliessbach et al., 2010). Fazit: Aufgrund der geringen ReliabilitĂ€t der in dieser Arbeit untersuchten Paradigmen mĂŒssen Ergebnisse im Kontext anderer Studien, wie beispielsweise der Rahmenstudie, mit großer Vorsicht interpretiert werden. Hinsichtlich zukĂŒnftiger Forschungserkenntnisse mittels fMRT-Daten wĂ€re es notwendig, einen ĂŒbertragbaren Standard in der ReliabilitĂ€tsmessung festzulegen, um vor allem fĂŒr zukĂŒnftige diagnostische und therapeutische Anwendungen zuverlĂ€ssige Grundlagen zur VerfĂŒgung zu stellen

    Analyse crossmodaler Interaktionen zwischen auditivem und somatosensorischem System mittels funktioneller Kernspintomografie

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    Im Rahmen dieser Arbeit soll diesbezĂŒglich ein Beitrag zum VerstĂ€ndnis des direkten Einflusses auditiver Stimuli auf die verschiedenen Ebenen der somatosensorischen Verarbeitung geleistet werden. Hierzu erfolgte zunĂ€chst die Testung der BerĂŒhrungsempfindlichkeit auf der Haut durch die Bestimmung der mechanischen Wahrnehmungsschwelle mittels von-Frey-Haaren. Hier zeigte sich, dass sich die Wahrnehmungsschwelle in AbhĂ€ngigkeit der Art der dargebotenen akustischen Reize im Vergleich zur Untersuchung in Ruhe verĂ€ndert. Weißes Rauschen, welches sich als monotoner und unspezifischer LĂ€rm charakterisieren lĂ€sst, verschlechtert die sensible Wahrnehmung. Im Gegensatz dazu kommt es bei komplexerem, spezifischem LĂ€rm (im Fall dieser Studie sehr rhythmische, aber wenig melodische Instrumental-Heavy-Metal-Musik) zu einer Absenkung der Wahrnehmungsschwelle und somit einem verbesserten Empfinden sensibler Reize. In weiterfĂŒhrenden fMRT-Untersuchungen zeigte sich, dass dieses unerwartete PhĂ€nomen in einer unterschiedlichen GrundaktivitĂ€t des Gehirns begrĂŒndet liegt. Diese zeigt bei unspezifischem LĂ€rm (white noise) eine erhöhte Bereitschaft zur Verarbeitung multisensorischer Reize, was mit einer Mehraktivierung in Bereichen des visuellen, somatosensorischen und auditiven Kortex sowie im Bereich höherer Assoziationsareale verbunden ist. Gleichzeitig lĂ€sst sich eine vermehrte KonnektivitĂ€t zwischen den beteiligten Hirnarealen nachweisen. DemgegenĂŒber tritt bei spezifischem LĂ€rm (rhythmische Instrumental-Heavy-Metal-Musik) ein auf die monosensorische Wahrnehmung ausgelegter Zustand des Gehirns ein, der sich durch eine verminderte funktionelle KonnektivitĂ€t und eine selektive Modulation des somatosensorischen Kortex durch den Thalamus auszeichnet. Mehraktivierungen im Vergleich zu unspezifischem Rauschen finden sich hierbei jedoch nicht

    Source localization of the P300 using a combination of EEG and fMRI

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    Das ereigniskorrelierte Potential (EKP) P300 ist eines der am hĂ€ufigsten untersuchten Potentiale des Elektroenzephalogramms (EEG). Wegen der bedeutsamen Rolle der P300 in der kognitiven Forschung mit gesunden Probanden und psychiatrischen Patienten kommt der Suche nach ihren neuronalen Generatoren ein hoher Stellenwert zu. Man geht im Allgemeinen davon aus, dass sie kein einheitliches Potential darstellt und von mehreren weit verstreuten Quellen generiert wird. Die Fragen nach der genauen Anzahl der P300-Subkomponenten, ihrer Lokalisierung sowie den ihnen zugrunde liegenden kognitiven Prozesse sind jedoch nach wie vor ungelöst. Die Zielsetzung der vorliegenden Arbeit war, die P300 mit Hilfe der Kombination vom EEG und der funktionalen Magnetresonanztomografie (fMRT) in ihre Subkomponenten zu untergliedern und deren Quellen zu lokalisieren. Zu diesem Zweck wurden drei kombinierte EEG/fMRT-Studien durchgefĂŒhrt. Die ersten beiden Studien beinhalten eine abgewandelte Form des klassischen Oddballparadigmas. Bei der dritten Studie handelt es sich um ein ArbeitsgedĂ€chtnisexperiment. Durch die VerknĂŒpfung der fMRT-Ergebnisse mit EKP-Daten aus den beiden Oddball-Experimenten konnten die neuronalen Quellen der zwei wichtigsten Subkomponenten der P300, der P3a und P3b, lokalisiert werden. Es konnte gezeigt werden, dass inferiore und posteriore parietale (IPL bzw. PPC) und inferior temporale (IT) Areale zur Entstehung der P3b beitrugen, wĂ€hrend hauptsĂ€chlich die prĂ€zentralen Regionen (PrCS) die P3a generierten. Die Ergebnisse des ArbeitsgedĂ€chtnisexperiments bestĂ€tigten die P3b-Quellenlokalisierung der Oddball-Untersuchung mit einr Beteiligung von PPC und IT an der Generierung der P3b-Komponente. Das ArbeitsgedĂ€chtnisexperiment verdeutlichte aber auch, dass eine komplexere Abrufanforderung (mit langen Reaktionszeiten) zu einer anhaltenden AktivitĂ€t im PPC und einer spĂ€ten Antwort im ventrolateralen prĂ€frontalen Kortex (VLPFC) fĂŒhrte, die eine zweite P3b-Subkomponente generierten. Durch eine umfassende zeitlich-rĂ€umliche Trennung der neuronalen AktivitĂ€t beim ArbeitsgedĂ€chtnisabruf konnten darĂŒber hinaus die einzelnen Stufen der beteiligten Informationsverarbeitungsprozesse (mentale Chronometrie) beschrieben werden. Diese Anwendung ging ĂŒber die „reine“ Quellenlokalisation der P300-Komponenten hinaus. Die Ergebnisse zeigten frĂŒhe transiente Aktivierungen im IT, die sich zeitlich mit dem Beginn einer anhaltenden AktivitĂ€t im PPC ĂŒberlappten. DarĂŒber hinaus wurden eine spĂ€te transiente AktivitĂ€t im VLPFC und eine spĂ€te anhaltende AktivitĂ€t im medialen frontalen und motorischen Kortex (MFC bzw. MC) beobachtet. Es liegt nahe, dass diese neuronalen Signaturen einzelne Stufen kognitiver Aufgabenverarbeitungsschritte wie Reizevaluation (IT), Operationen am GedĂ€chtnispuffer (PPC), aktiven Abruf (VLPFC) und Reaktionsorganisation (MFC und MC) reflektieren. Die vorgestellten Quellenmodelle zeigten ĂŒbereinstimmend, dass mehrere kortikale Generatoren das P300-EKP erzeugen. Dabei trugen neben den erwarteten parietalen interessanterweise auch inferior temporale und inferior frontale Quellen zur P3b bei, wĂ€hrend die P3a vor allem auf anterioren Generatoren im prĂ€motorischen Kortex basierte. Diese Ergebnisse bestĂ€tigen teilweise die bisherigen Lokalisationsmodelle, die weitgehend auf neuropsychologischen und invasiven neurophysiologischen Befunden beruhen, widersprechen ihnen aber auch zum Teil, besonders was die Abwesenheit der postulierten prĂ€frontalen und hippocampalen BeitrĂ€ge zur P3a bzw. P3b betrifft.The P300 event-related potential (ERP) is one of the most studied potentials of the electroencephalogram (EEG). Because of its prominent role in studies of cognition both in healthy individuals and patients, the elucidation of its neural generators is of considerable interest. It has been proposed that the P300 is not a unitary component but generated by several widespread sources. However, the identification of the exact number and localization of its subcomponents and of the related cognitive processes has remained controversial. The aim of the present work was to decompose the P300 in its underlying subcomponents and to localize their neuronal sources using three combined EEG and functional magnetic resonance imaging (fMRI) studies. The first two investigations employed a modified version of the classical “oddball” paradigm while the third study was a working memory experiment. The neuronal sources of the two main P300 subcomponents, namely the P3a and P3b, were localized by integrating the fMRI results with the ERP data in both oddball tasks. I was able to show that inferior and posterior parietal (IPL and PPC, respectively) and inferior temporal (IT) areas contributed to P3b generation, whereas the precentral regions (PrCS) mainly accounted for the P3a component. The working memory experiment confirmed the finding of P3b generators in IT and PPC obtained in the oddball studies. Moreover, the more complex working memory task with longer reaction times demonstrated that the sustained PPC and late VLPFC source activities generated a second subcomponent of the P3b complex. The present comprehensive temporo-spatial decomposition of the neuronal activity in this study provided additional information about the processing stages (mental chronometry) involved in working memory retrieval. This approach goes beyond a “simple” source localization of distinct P300 subcomponents. The analysis revealed an early transient activation of IT, which coincided with the onset of a sustained PPC activation. Furthermore we observed late transient responses in VLPFC and late sustained activity both in medial frontal (MFC) and premotor areas (MC). I have proposed that these neural signatures reflect the following cognitive stages of task processing: perceptual evaluation (inferotemporal cortex), storage buffer operations (PPC), active retrieval (VLPFC), and action selection (MFC and MC). This is also supported by the differential temporal contribution of these activations to specific subcomponents of the P300 cognitive potential. These results support the idea that the P300 ERP is the result of the activity of cortical generators that are widely distributed in time and space. Interestingly, beside the expected parietal sources, the fMRI-constrained source analysis revealed that higher visual areas contributed to the P3b, whereas the P3a was basically generated in premotor cortex. The present results have partially confirmed the previous localization models of the P300 which were based mainly on neuropsychological and invasive neurophysiological evidence. However, our findings contradict the assumed contribution of prefrontal cortex and hippocampus to the generation of P3a and P3b, respectively

    Darstellung des Übergangs von kontrollierter zu automatischer Informationsverarbeitung bei gesunden Probanden mittels funktioneller Magnetresonanztomographie

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    Das neuropsychologische Modell der gesteuerten und automatischen Informationsverarbeitung (Schneider und Shiffrin 1977) beschreibt einen ĂŒbungsbedingten Wechsel des kognitiven Verarbeitungsmodus. Mittels funktioneller Magnetresonanztomographie wurde durch extensive Übung einer verbalen ArbeitsgedĂ€chtnisaufgabe das funktionelle neuroanatomische Korrelat dieses Überganges untersucht. Es zeigte sich ein ĂŒbungsabhĂ€ngiger kortikaler Signalabfall, insbesondere in arbeitsgedĂ€chtnisrelevanten Hirnarealen (DLPFC, VLPFC, prĂ€zentral, parietal). Außerdem konnte ein Zusammenhang zwischen individueller Performanzleistung und dem gemessenen funktionellen Signal gefunden werden. Der Signalabfall reprĂ€sentiert eine ĂŒbungsabhĂ€ngige Entlastung des ArbeitsgedĂ€chtnisses. Aktivierungen zu Beginn des Lernprozesses können ferner direkt Komponenten gesteuerter Informationsverarbeitung zugeordnet werden

    Paradigmenvergleich zur prÀoperativen Darstellung der eloquenten Sprachareale und Sprachlateralisierung mittels fMRT

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    Ziel der Studie war es, zehn verschiedene Paradigmen mit phonologischem und semantischem Aktivierungsmuster hinsichtlich ihrer Eignung zu Aktivierung der eloquenten Sprachareale und der Sprachlateralisierung mit Hilfe der funktionellen Magnetresonanztomographie zu untersuchen. Des Weiteren werden die ModalitÀten akustisch und visuell miteinander verglichen werden

    Einfluss der Therapie auf die Modulierbarkeit craving-assoziierter neuronaler Reaktionen

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    Einfluss der Therapie auf die Modulierbarkeit craving-assoziierter neuronaler Reaktionen

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    Effekte von nasal appliziertem Oxytocin auf die soziale Wahrnehmung bei gesunden mÀnnlichen Probanden: eine fMRT-Studie

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    Die vorliegende Arbeit untersucht den Einfluss von 24 IE Oxytocin auf soziale (Gesichter) vs. nicht-soziale (HĂ€user) Reize bei 35 gesunden MĂ€nnern mittels fMRT. Entgegen unserer Hypothesen ergab sich keine sozialspezifische Wirkung. Das Neuropeptid fĂŒhrte bei beiden Stimuli zu kĂŒrzeren Reaktionszeiten. Es zeigte sich erstmals ein hemmender Oxytocineinfluss auf die AmygdalaaktivitĂ€t bei nicht-sozialen, emotional neutralen Reizen. Folgende Studien sollten prĂŒfen, inwieweit Oxytocineffekte von der sozialen Relevanz, AffektivitĂ€t und Valenz von Umweltreizen sowie Probandeneigenschaften abhĂ€ngen

    Fehlaktivierungen in der funktionellen Magnetresonanztomographie: Ursachen und mathematische Korrekturstrategien anhand von Simulationen und Meßdaten

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    Ein ernstes Problem stellt sich bei der Interpretation von funktionellen Magnetresonanztomographie-Aufnahmen (fMRT), wenn in den SPMs (Statistical Parametric Maps) Über- oder Unteraktivierungen auftreten. Es gibt a priori keine Möglichkeit, um zwischen "realer" neuronaler AktivitĂ€t und Über-/Unteraktivierung, die durch Artefakte hervorgerufen wird, zu differenzieren. In vielen FĂ€llen – z.B. wenn die Ventrikel als aktiv klassifiziert werden – kann man davon ausgehen, daß es sich nicht um neuronale AktivitĂ€t handelt, sondern um Noise (Störungen) in den Meßdaten, welche durch Artefakte hervorgerufen wurden. Jedoch können auch in allen anderen FĂ€llen bei statistischer Evaluierung, die auf T- oder Z-Statistik beruht, durch Artefakte Anomalien in den T- bzw. Z-Werte-Verteilungen hervorgerufen werden. Wichtige Informationen zur Identifikation und Kompensation von Noise lassen sich also aus der Verteilung der T- oder Z-Werte ableiten. Das Ziel dieser Arbeit war, eine Methode zu entwickeln, die anhand der Charakteristika von T- bzw. Z-Werte-Verteilungen die Identifikation von Artefakten ermöglicht. Weiterhin sollten neue Thresholding-Verfahren erarbeitet werden, welche den von Artefakten hervorgerufenen Noise kompensieren und somit Über- bzw. Unteraktivierung verringern oder eliminieren. In einem ersten Schritt wurden die T-Werte-Verteilungen aus Messungen von gesunden Probanden, die teilweise artefaktbehaftet waren, in Hinblick auf die Charakteristika Verschiebung, Breite und Deformation analysiert. Diese empirischen Daten ergaben, daß Anomalien in der T-Werte-Verteilung kein zu vernachlĂ€ssigender Ausnahmefall sind. Mit der neu entwickelten Methode zur Identifikation von Artefakten konnten bei 98 % der Messungen anomale Charakteristika der T-Werte-Verteilungen nachgewiesen werden. Eine Analyse der T-Werte-Verteilung ist demzufolge unbedingt erforderlich, um die QualitĂ€t der Meßergebnisse und somit die Aussagekraft der Voxelaktivierungen beurteilen zu können. HierfĂŒr stellen die in dieser Arbeit entwickelten Methoden ein effektives Werkzeug dar. Im nĂ€chsten Schritt wurden anhand von Simulationsdaten die Ursachen fĂŒr die Anomalien der T-Werte-Verteilungen untersucht. Es zeigte sich, daß Verschiebungen, Verbreiterungen oder Deformationen der T-Werte-Verteilung durch Korrelationen von Artefakten mit dem Paradigma hervorgerufen wurden. Basierend auf diesen Ergebnissen wurden Adaptive Thresholding-Verfahren entwickelt, die Anomalien in der T-Werte-Verteilung und somit Artefakte kompensieren können. Bei Adaptiven Thresholds wird die verwendete theoretische Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion (Probability Density Function, PDF) an die empirische T-Werte-Verteilung angepaßt. Die verschiedenen Adaptiven Thresholds – Shifted, Fitted, Proportional – unterscheiden sich in der Art und Weise, wie die Anpassung der PDF an die empirische T-Werte-Verteilung durchgefĂŒhrt wird. Diese Verfahren wurden schließlich auf Simulationsdaten und fMRT-Messungen gesunder Probanden angewandt. Dabei konnte gezeigt werden, daß Artefakte nicht zwangslĂ€ufig eine Verschlechterung der Ergebnisse bewirken. Es war allerdings erforderlich, ein zu den Artefakten bzw. Anomalien passendes, Adaptives Thresholding-Verfahren anzuwenden. Die in dieser Arbeit entwickelten Shifted Thresholds liefern bei verschobenen T-Werte-Verteilungen wesentlich bessere Ergebnisse als die etablierten Standard Thresholding-Verfahren. Daher wird fĂŒr zukĂŒnftige Untersuchungen die Anwendung von Shifted Thresholds vorgeschlagen
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