Speech lateralisation in epilepsy patients and healthy controls: comparing the results of functional magnetic resonance imaging and diffusion tensor imaging

In der vorliegenden Arbeit wurde durch die Kombination zweier nichtinvasiver MR-Methoden in vivo untersucht, ob sich die funktionelle Sprachlateralisierung in einer strukturellen Asymmetrie der weißen Substanz widerspiegelt. Dafür wurden die Ergebnisse einer Patientengruppe mit Temporallappenepilepsie mit den Ergebnissen einer gesunden Kontrollgruppe verglichen. Es konnte gezeigt werden, dass mittels BOLD MRT eine Sprachlateralisierung in der grauen Substanz nachgewiesen werden kann, die mit einem strukturellen Korrelat in der weißen Substanz der sprachdominanten Hemisphäre einhergeht. Dieses Korrelat konnte als Asymmetrie der Mikrostruktur der weißen Substanz in DTI-Messungen belegt werden. Darüber hinaus konnte bewiesen werden, dass Patienten mit einer Temporallappenepilepsie im Vergleich zu gesunden Probanden eine atypische Lateralisierung der Sprachaktivierung im Broca-Areal aufweisen, die von einer gleichsinnig atypischen strukturelle Asymmetrie der weißen Substanz im Broca-Areal begleitet wird. Die These, dass eine funktionelle Sprachlateralisierung mit einer mikrostrukturellen Veränderung der weißen Substanz assoziiert ist, wird durch die vorliegende Arbeit sowohl für die gesunden Kontrollprobanden als auch für die Patienten mit einer fokalen Epilepsie bestätigt. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit zeigen, dass DTI-Messungen eine sinnvolle Ergänzung zu BOLD MRT-Messungen in der Bestimmung der sprachrelevanten Areale darstellen können. Sprachlateralisierung könnte mit ihrer Hilfe in Zukunft exakt und nichtinvasiv bestimmt werden. Es stellte sich jedoch auch heraus, dass das in der vorliegenden Arbeit angewendete Verfahren in der Praxis sehr aufwendig ist, ohne eine entschieden höhere Aussagekraft über die Sprachlateralisierung zu erbringen. In dieser Form wird die nichtinvasive Bildgebung den Wada-Test als Goldstandard für den klinischen Alltag noch nicht ersetzen können.To assess whether functional language lateralisation mirrors structural white matter asymmetry, two non-invasive in vivo MRI-methods were acquired. The results of a group of patients with temporal lobe epilepsy and a group of healthy controls were compared with each other. Using BOLD MRI we were able to detect a functional language lateralisation of the grey matter which corresponded to a structural correlate of the white matter regarding the dominant hemisphere for language. DTI showed an asymmetry of the white matter mircostructure according to the functional language lateralisation. Furthermore this study demonstrated that patients with temporal lobe epilepsy showed an atypical lateralisation of language activation in Broca’s region compared to healthy controls. This atypical functional lateralisation was concordant to an atypical structural asymmetry of the white matter in Broca’s region. We were able to corroborate the hypothesis of an association between functional language lateralisation and a difference in white matter microstructure in both healthy controls as well as patients with partial epilepsy. The present results suggest that DTI may be useful in addition to BOLD MRI to determine language regions. By using both methods it could be possible to assess language lateralisation precise and non-invasive in future. In spite of its complexity the applied technique didn’t supply a higher precision in indicating language lateralisation. Thus the non-invasive paradigm performed in the present study is not yet a practical alternative to the Wada test.2014-02-0