Influence of cerebral hypoperfusion on brain structure and brain function

In dieser Habilitationsschrift wurden Ergebnisse von 5 Originalarbeiten präsentiert, in denen mit unterschiedlichen Methoden bei Patienten mit unilateralem Verschlussprozess der Arteria Carotis Interna (ACI) das Ausmaß struktureller und funktioneller Gehirnveränderungen charakterisiert wurde. Neben der bekanntermaßen verringerten cerebralen Vasomotorreaktivität (cVMR) konnten ausgeprägte Veränderungen der Gehirnstruktur der betroffenen Hemisphäre nachgewiesen werden. Der primäre motorische Kortex auf der betroffenen Hemisphäre zeigte außerdem Veränderungen der Neurophysiologie. Interessanterweise finden sich auch veränderte bilaterale funktionelle Netzwerke, die annehmen lassen, dass Verschlussprozesse der ACI auch entferntere Auswirkungen haben können. Die Ergebnisse legen nahe: dass die Verringerung der cVMR der betroffenen Hemisphäre in ihrem Ausmaß den stärksten Einfluss auf die strukturellen und funktionellen Defizite hat, welche wiederum zu kognitiven Defiziten führen können. Die hier präsentierten Studien unterstreichen in besonderer Weise, dass effektive und neue Strategien bei der Behandlung dieser Patienten notwendig sind. Mit dem Fokus auf die kognitiven Spätfolgen einer verringerten cVMR wurden in der Diskussion die einzelnen Ergebnisse in das Modell der kognitiven Reservekapazität integriert. Daraus abgeleitete und skizzenhafte Lösungs - und Therapieansätze sind als zu prüfende Hypothesen für weitere Interventionsstudien zu sehen.Here, 5 original papers are dealing with the extent of changes in brain structure and brain function in patients with unilateral occlusive process of the Arteria Carotis Interna (ACI). In addition to the the well characterized reduction in cerebral vasomotor reactivity (cVMR), changes in brain structure of the affected hemisphere could be detected. The primary motor cortex on the affected hemisphere further showed changes in neurophysiology. Interestingly, altered bilateral functional networks were also detected, suggesting that occlusive processes of the ACI may not only have local effects, but also more distant effects. These results suggest that reduced cVMR of the affected hemisphere has the strongest influence on structural and functional deficits, which in turn can lead to early cognitive decline in older persons. The studies presented here underline that effective and new strategies are needed in order to treat these patients and prevent cognitive decline. Focusing on the cognitive sequelae of a reduced cVMR, the individual results were further integrated into the model of cognitive reserve capacity. Suggested solutions and therapies are to be considered as hypotheses to be tested in further interventional studies