Identifizierung von eloquenten Kortexarealen der nicht-dominanten Hemisphäre mittels funktioneller transkranieller Dopplersonographie: Überprüfung einer mentalen Rotationsaufgabe und eines Memoryparadigmas

Einleitung: Vor vielen epilepsiechirurgischen Eingriffen an Patienten mit fokaler, pharmako-resistenter Epilepsie müssen eloquente Hirnareale identifiziert werden, um das Risiko für postoperative Leistungsdefizite abzuschätzen. Als diagnostischer Goldstandard für die Sprachlateralisierung gilt der Wada-Test. Bei diesem Verfahren wird eine Hemisphäre durch ein Barbiturat anästhesiert und die Leistung der anderen Gehirnhälfte für Sprache und Gedächtnis durch entsprechende Tests überprüft. Das Verfahren ist invasiv, teuer und mit einem Morbiditätsrisiko behaftet. Zudem sind Reliabilität und Validität für die Leistungserfassung der nicht-sprachtragenden Hemisphären reduziert. Deshalb sollen nicht-invasive Verfahren entwickelt werden, um den Wada-Test zu ersetzen. Die sprachtragende Hemisphäre kann bereits nicht-invasiv zuverlässig durch Anwendung von funktioneller transkranieller Dopplersonographie (fTCD) während eines Wortgenerierungsparadigmas identifiziert werden. Ziel dieser Studie war es, ein Paradigma zu entwickeln, das in ausreichendem Maße zur nicht-sprachdominanten Hemisphäre lateralisiert, so dass eloquente Kortexareale dieser Gehirnhälfte mittels fTCD identifiziert und evaluiert werden können. Methoden: 35 gesunde Rechtshänder (19 männlich, 16 weiblich) zwischen 18 und 64 Jahren (Alter: x¯ =27,1 ± 7,6) wurden mittels fTCD untersucht. Bei dieser auf Ultraschall basierenden Methode wird die Blutflussgeschwindigkeit (cerebral blood flow velocity, CBFV) der Arteria cerebri media (ACM) beidseits kontinuierlich gemessen. Bei neuronaler Aktivierung steigt die CBFV aufgrund der neurovaskulären Kopplung an. Aus der CBFV-Differenz beider Seiten wird ein Lateralitätsindex (LI) berechnet, der ein Maß dafür ist, welche Hemisphäre stärker aktiviert wird. Die Probanden absolvierten während der Untersuchung am Computer zwei verschiedene Testparadigmen: Beim "Schlauchfigurenparadigma" führten die Probanden eine mentale Rotation einer dreidimensionalen Figur durch. Beim "Memoryparadigma" sollten non-verbale Gedächtnisleistungen lateralisiert werden. Zur Kontrolle von systematischen Fehlern wurde außerdem das Wortgenerierungsparadigma durchgeführt. 57 Ergebnisse: Fünf Probanden (14,3%) konnten wegen eines mangelnden Schall-fensters oder unzureichender Fixierbarkeit der Sonden nicht untersucht werden. Im Wortgenerierungsparadigma lateralisierten 29/30 Probanden (96,7%) nach links. Der Proband mit atypischer Sprachlateralisierung wurde von der Auswer-tung der anderen beiden Versuche ausgenommen. Im Schlauchfigurenparadigma zeigte mit 21/29 Probanden (72,4%) eine signifikante Mehrheit eine rechtsseitige Lateralisierung (χ²=5,828, p=0,016). Dagegen lateralisierten im Memory-Paradigma nur 11/29 Probanden (37,9%) nach rechts (χ²=1,690, p=0,194). Die Lateralisierungen im Schlauchfigurenparadigma unterschieden sich damit signifikant von denen des Wortgenerierungsparadigmas (χ²=28,624, p[0,001) und des Memoryparadigmas (χ²=5,906, p=0,015). Es ergab sich eine positive Korrelation zwischen den LIs im Schlauchfiguren- und im Memoryparadigma (R=0,493, p=0,007), während die anderen LIs untereinander nicht korrelierten. Diskussion: Mit dem Schlauchfigurenparadigma konnten mittels fTCD zum ersten Mal vorwiegend rechtshemisphärische Funktionen nicht nur auf Gruppenebene, sondern auch auf Individualebene stimuliert werden. Die vorwiegende Linkslateralisierung im Memoryparadigma lässt sich durch die Vermischung von Einspeicher- und Abrufprozessen, die Verbalisierbarkeit der Symbole und die motorische Komponente durch Führen der Mouse mit der rechten Hand erklären. Das Paradigma ist somit in der jetzigen Form zur Lateralisierung von non-verbalem Gedächtnis klinisch nicht einsetzbar. Es zeigte sich eine positive Korrelation zwischen den LIs dieser beiden Paradigmen, was darauf hindeutet, dass sie ähnliche zerebrale Leistungen einforderten, wobei das Schlauchfigurenparadigma mehr rechtshemisphärische Funktionen ansprach. Es bestand keine relevante Korrelation zwischen den LIs des Schlauchfiguren- und des Wortgenerierungsparadigmas, so dass gemutmaßt werden kann, das die Paradigmen voneinander unabhängige kortikale Funktionen reflektieren und das Schlauchfigurenparadigma somit ein weitgehend non-verbales Paradigma ist. Die Ergebnisse legen nahe, dass das Schlauchfiguren-paradigma komplementär zum Wortgenerierungsparadigma dazu eingesetzt werden kann, Funktionen der nicht-sprachtragenden Hemisphäre abzuschätzen und Hinweise auf mögliche postoperative Defizite bei Temporallappeneingriffen zu liefern. Die Güte der Vorhersagen muss durch Studien an Patientenkontrollen eruiert werden