Neue MRT-Methode zur Früherkennung von Schlaganfall

Eine internationale Forschungsgruppe am Max-Planck-Institut für biologische Kybernetik in Tübingen hat ein bildgebendes Verfahren entwickelt, das die direkte Früherkennung und Echtzeitvisualisierung von transienten zerebralen Ischämien ermöglicht.

Die Methode beruht auf der hochauflösenden Beobachtung extrazellulärer Calciumveränderungen, die mit der räumlich-zeitlichen Dynamik der zerebralen Ischämie verbunden sind.

MRT-Methode beobachtet Calciumveränderungen

Bei der neuen Methode wird also die Veränderung der Calciumionen-Konzentration im Gehirn mit funktioneller Magnetresonanztomographie (fMRT) sichtbar gemacht. Da während eines Aktionspotentials auch Calciumionen in die Zelle einströmen, ändert sich die Calciumionen-Konzentrationen je nach Aktivität der Nervenzellen.

Um die Veränderungen der Calcium-Konzentrationen im Hirngewebe in Echtzeit abbilden zu können, verwendeten die Forscher einen eigens entwickelten Biomarker. Dieser – ein Gadolinium-Komplex-Chelat – ändert den MR-Bildkontrast reversibel, wenn es mit extrazellulären Calciumionen interagiert.

Hirnscan-Methode erkennt Fehlfunktion im Hirn frühzeitig

„Gewöhnliche Hirnscan-Methoden für die Diagnose zerebraler Ischämien beruhen auf Ultraschall oder Computertomographie“, so Studien- und Forschungsleiter Goran Angelovski in einer Pressemitteilung der Max-Planck-Gesellschaft. „Allerdings sind diese medizinischen Verfahren für eine Früherkennung nicht empfindlich genug. Wir sehen unseren Ansatz als wichtigen Schritt zur Entwicklung verlässlicher und präziser Diagnoseverfahren, die frühzeitigere Aussagen über Fehlfunktionen im Gehirn ermöglichen.

Calcium ist ein zentraler Botenstoff von Hirnzellen. Eine Veränderung der Calciumkonzentration erlaubt es, rechtzeitig Aufschlüsse über geschädigte Hirnregionen zum Zeitpunkt einer eintretenden Hirnverletzung zu geben.“

Eine Ischämie des Hirngewebes führt zu einer Unterversorgung mit Sauerstoff und Glukose, was zu einem Mangel an Adenosin-Triphosphat (ATP) führen kann. Eine so ausgelöste „Energiekrise“ kann zu einer Kaskade schädigender biochemischer und physiologischer Prozesse im Gehirn führen und im Extremfall zu akutem oder verzögertem Zelltod.

Erkennung von Komplikationen früher und genauer

Die Dauer der zerebralen Ischämie ist ein Schlüsselfaktor für den Schweregrad der Hirnschädigung und von entscheidender Bedeutung für die therapeutische Vorgehensweise. Aufgrund des raschen Verlaufs einer Ischämie, sind sofortige Maßnahmen zur Durchblutungsförderung sehr wichtig, um die Schädigung von Gehirngewebe möglichst gering zu halten oder zu verhindern. Die publizierte Methode erlaubt eine Analyse in dreidimensionalen Ansichten und die Erkennung möglicher Komplikationen deutlich früher und genauer als bisher.