Biologie-Schule.de
Das Nachschlagewerk für Biologie
Definition, Funktion und Ablauf
Die Funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT) ist ein funktionell-bildgebendes Verfahren, mit
dem das Aktivitätsniveau bestimmter Hirnareale sichtbar gemacht werden kann. Technisch basiert das fMRT auf
der Magnetresonanztomographie (MRT). Der Begriff fMRI (engl.
Functional magnetic resonance imaging) kann ebenso verwendet werden. Dem Verfahren liegt die Annahme zu Grunde,
dass die Aktivierung einer Hirnregion, einen erhöhten Blutfluss eben in dieser zur Folge hat, der indirekt
über die magnetischen Eigenschaften des Hämoglobins gemessen werden kann.
Wie funktioniert ein fMRT?
Aktive Neuronen im Gehirn verbrauchen mehr Energie (Glucose) und Sauerstoff. Durch den erhöhten Bedarf
steigt der Blutfluss in den aktivierten Gehirnregionen an, um die Nervenzellen mit Nährstoffen zu versorgen.
Das fMRT-Bild ist abhängig vom sogenannten BOLD-Kontrast (blood oxygenation level dependent). Frei
übersetzt bedeutet BOLD: "abhängig vom Sauerstoffgehalt des Blutes". Gemessen wird aber nicht die
Sauerstoffsättigung im Gehirn, sondern die magnetische Stärke des Hämoglobins. Das eisenhaltige
Hämoglobin fungiert beim Menschen als Sauerstofftransportprotein. Abhängig davon, ob das Hämoglobin
Sauerstoff gebunden hat, oder nicht, ist es unterschiedlich stark magnetisch.
Hierbei wird zwischen oxygeniertem Blut (Hämoglobin mit gebundenem Sauerstoff) und desoxygeniertem
Blut (Hämoglobin ohne gebundenen Sauerstoff) unterschieden.
Steigt die Aktivität der Neuronen an, steigt durch den Verbrauch auch der Gehalt von Hämoglobin ohne
gebundenen Sauerstoff an. Zwar fließt sauerstoffgesättigtes Blut nach, die Nervenzellen verbrauchen
jedoch geringfügig mehr oxygeniertes Blut, als neues in das Gehirnareal nachfließen kann, wodurch
der Anteil von desoxygeniertem Hämoglobin gegenüber oxygeniertem Hämoglobin steigt.
Desoxygeniertes Blut und oxygeniertes Blut unterscheiden sich wie eben schon erwähnt hinsichtlich
ihrer magnetischen Eigenschaften. Sauerstoffungesättigtes Blut ist stärker magnetisch (paramagnetisch),
als sauerstoffgesättigtes Blut (diamagnetisch). Diesen Unterschied kann das fMRT registrieren und sichtbar machen.
Interpretation von fMRT-Bildern
Um fMRT-Bilder interpretieren zu können, müssen Aufnahmen von mindestens zwei Zuständen gemacht werden.
Einmal im Ruhezustand (ohne Reiz), und einmal im Aktivitätszustand (bei der gewünschten Reizsituation).
Die Bilder können daraufhin miteinander verglichen werden und zeigen, welche Gehirnregionen von der
Reizsituation angesprochen wurden. Daraus lassen sich Rückschlüsse auf die Gehirnfunktion ziehen.
Was kostet ein fMRT?
Abhängig von der benötigten Zeit kostet ein fMRT zwischen 400 und 1200€.
Zusammenfassung