Die Anisotropie transcallosaler Bahnen - ein potentieller Surrogatmarker für motorische Entwicklung?

Das Corpus Callosum stellt für motorische Entwicklung eine Schlüsselstruktur dar. In der klinischen Routine werden spiegelbildliche Mitbewegungen häufig als Indikator kindlicher motorischer Entwicklung herangezogen. Die zugrundeliegenden neuronalen Reifungsprozesse können mit einer komplementären Methodenkombination aus transcranieller Magnetstimulation (TMS) und Diffusionstensorbildgebung (MR-DTI) untersucht werden. Die TMS bildet dabei die inhibitorische Kompetenz des Cortex ab, wohingegen die MR-DTI die Darstellung und Quantifizierung der Mikrostruktur von neuronalen Verbindungen ermöglicht. Ziel dieser Arbeit war es, motorische Entwicklung klinisch, neurophysiologisch und strukturell zu untersuchen und einen potentiellen, objektiv-quantifizierbaren Surrogatmarker für motorische Entwicklung zu identifizieren. Wir untersuchten 31 gesunde Rechtshänder: 11 Kinder, 10 Jugendliche und 10 Erwachsene. Zur computergestützten Untersuchung spiegelbildlicher Mitbewegungen wurden isometrische Kräfte bei unimanuellen, repetitiven (langsamen und schnellen) Kraftwechseln aufgezeichnet und der Spiegelquotient (SQ) berechnet. Mit der neuronavigiert durchgeführten TMS wurden Dauer, Latenz und Fläche der ipsilateralen silent period (iSP) bestimmt. Mithilfe der MR-DTI wurde die fraktionierte Anisotropie (FA) in den Arealen I-V des Corpus Callosum quantifiziert. Der Spiegelquotient ist bei Kindern signifikant höher als bei Jugendlichen und Erwachsenen. In geringem Ausmaß weisen aber auch diese zwei Gruppen noch spiegelbildliche Mitbewegungen auf. Bei den TMS Parametern zeigt sich im Altersverlauf ein Anstieg von Dauer und Fläche der iSP. Jugendliche unterscheiden sich dabei allerdings nicht mehr signifikant von Erwachsenen. Die FA der Area III, in der die motorischen Fasern kreuzen, ist bei Kindern signifikant kleiner als bei Jugendlichen und Erwachsenen. Zusätzlich ergibt sich eine niedrigere FA bei Jugendlichen im Vergleich zu Erwachsenen. Es zeigt sich ein starker Zusammenhang über alle Gruppen hinweg zwischen FA in Area III und Handmotorik bzw. iSP. Weniger eindrücklich aber dennoch vorhanden ist die Korrelation zwischen iSP und Handmotorik. Das Ausmaß spiegelbildlicher Mitbewegungen ist konsistent mit der Mikrostruktur transcallosal verlaufender motorischer Bahnen und dem Grad der inhibitorischen Kompetenz. Dabei detektiert die MR-DTI als einzige der drei angewandten Methoden selbst kleinste Unterschiede motorischer Funktion zwischen Jugendlichen und Erwachsenen, die klinisch nicht mehr apparent sind. Die Anisotropie motorischer transcallosaler Bahnen der Area III könnte damit ein potentieller, objektiv quantifizierbarer Marker für motorische Entwicklung sein. Weitere Untersuchungen werden zeigen, ob sich mit der in dieser Arbeit etablierten Methodenkombination Norm von Pathologie differenzieren lassen