Hin zu einem globalen Modell der Wahrnehmung von Tinnitus: Belege für ein weitverzweigtes kortikales Tinnitus-Netzwerk

Mit subjektivem Tinnitus wird die Wahrnehmung von Phantomgeräuschen ohne physikalischer Ursache bezeichnet. Er ist normalerweise mit erheblichen Schädigungen des Hörsystems verbunden die zu plastischen Veränderungen auf mehreren Ebenen der zentralen Hörbahnen führen und letztlich die Über-Erregung des gesamten zentral-auditorischen Systems bedingen. Diese Über-Erregung wird von Veränderungen nicht-auditorischer Hirnareale begleitet. Die Integration von Informationen zwischen diesen weit verteilten Regionen wurde bisher noch nicht untersucht. In dieser Arbeit werde ich drei MEG-Studien präsentieren die kortikale Verknüpfungen weit verteilter Areale mit verschiedenen Methoden untersuchen. Basierend auf den Studienergebnissen wird ein globales Modell der Tinnituswahrnehmung entwickelt. Die Über-Erregung auditorischer Areale als auch die globalen Veränderungen kortikaler Verknüpfungen werden in diesem Modell integriert. Studie 1: Mit Hilfe der auditorischen Steady State Response wurde die Synchronisation zwischen weit entfernten nicht-auditorischen Hirnarealen untersucht. Es wurden drei Amplituden-Modulierte Töne von unterschiedlicher Trägerfrequenz verwendet: Einer der Stimuli wurde so konstruiert dass er der individuellen Tinnitusfrequenz ähnelte und die Trägerfrequenzen zwei weiterer Stimuli lagen 1,1 und 2,2 Oktaven darunter. Die kortikale Konnektivität wurde mittels Phasensynchronizität bei Tinnituspatienten und gesunden Kontrollpersonen untersucht. In der Tinnitusgruppe wurde ein abweichendes Muster von funktioneller Verknüpfungen weit verzweigter kortikaler Areale entdeckt welches mit der individuellen Bewertung der Penetranz des Tinnitus streng korrelierte. Studie 2: Unter Verwendung von Analysen der Phasensynchronizität wurden die Spontanaktivitätsdaten von Tinnituspatienten und Kontrollpersonen auf Veränderungen von weit reichenden kortikalen Verknüpfungen untersucht. Bei Tinnitus war die Stärke dieser Verknüpfungen im Apha-Frequenzband reduziert und im Gammaband erhöht. Über die gesamte Stichprobe hinweg wurde eine negative Korrelation zwischen der Stärke der Alpha- und der Gammaband-Verknüpfungen beobachtet. Mit einer Diskriminanzanalyse basierend auf diesen Konnektivitätsmessungen konnte die Tinnitusgruppe von der Kontrollgruppe mit einer Genauigkeit von 83% getrennt werden. Eine Post-hoc Analyse konnte zeigen dass sich die Architektur dieses Netzwerkes mit der Tinnitusdauer verändert. Studie 3: Die Veränderungen der Spontanaktivität bei Tinnitus wurden unter Hinsicht der Richtung des Informationsflusses zwischen kortikalen Regionen untersucht. Mit Hilfe eines Beamformers wurden die MEG-Signale im Quellenraum rekonstruiert und mittels Partial Directed Coherence wurden die Richtungen funktioneller Verknüpfungen zwischen den Voxeln berechnet. Es ergab sich eine Differenz der gerichteten globalen Verknüfpungen im Gammaband zwischen der Tinnitus- und der Kontrollgruppe. Der präfrontale und orbitofrontale Kortex sowie die parietal-okzipitale Region waren die entscheidenden Strukturen in diesem Netzwerk. Der Top-Down Einfluss des globalen Netzwerks auf den auditorischen Kortex korrelierte positiv mit der Stärke der Tinnitusbelastung