Neuronale Verbindungen des Nucleus accumbens : Faserdarstellung mittels dMRI und anatomische Validierung

Abstract

Als eine der Hauptkomponenten des ventralen Striatums und als mesolimbische und dopaminerge Relaisstation unterhält der NAc Faserprojektionen zu Bereichen des Neokortexes, limbischen Hirnarealen, des Hirnstammes und den Basalganglien. Aus diesem Grund hat der NAc eine zentrale Position innerhalb neuronaler Netzwerke, deren Funktion bei verschiedenen neuro-psychiatrischen Erkrankungen wie z.B. Sucht, schwere Zwangserkrankung oder Depression pathologisch verändert ist. Diese anatomische Struktur und ihre neuronalen Verbindungen könnten deshalb eine effektive Zielregion zur Behandlung dieser Erkrankungen mittels tiefer Hirnstimulation sein. Hierdurch motiviert wurde im Rahmen dieser Arbeit eine literaturgesteuerte und diffusion-weighted- MRI-basierte (DWI) Konnektivitätsanalyse der wichtigsten neuronalen Faserverbindungen des NAc (NAc ↔ medialer präfrontaler Kortex (mPFC), NAc ↔ anteriorer cingulärer Kortex (ACC), NAc ↔ Amygdala, NAc ↔ Hippocampus, NAc ↔ dorsomedialer Thalamus (dmT) und NAc ↔ ventrales tegmentales Areal (VTA)) durchgeführt. Dazu wurden initial mehrere MRT-Datensätze (T1- MPRAGE; FLAIR; DWI: 1.6 mm Schichtdicke, 60 unterschiedliche Diffusionsgradienten) von insgesamt 11 gesunden Probanden für jeweils sieben Messezeitpunkte mit einem Siemens MAGNETOM Prisma 3T-MRT-Scanner generiert. Anschließend erfolgte eine automatisierte und händische Segmentierung der Start- und Zielregionen, sowie ein probabilistisches Fibertracking mit MRtrix. Die generierten Faserverbindungen wurden darauffolgend durch einen Vergleich mit relevanten Literaturdaten anatomisch validiert und am Beispiel der Faserverbindung NAc ↔ mPFC im Rahmen eines Inter- und Intraprobandenvergleiches hinsichtlich Reliabilität und Stabilität überprüft. In diesem Zusammenhang konnte eine hohe anatomische Validität und Stabilität bzw. Reliabilität bei entsprechender Reproduktion der rekonstruierten Faserverbindungen des NAc nachgewiesen werden. Unter klinischen Gesichtspunkten wäre prospektiv somit eine stabile und valide präoperative Faserbahnrekonstruktion der Faserbahnen des NAc und damit eine standardisierte präoperative Eingriffsplanung im Rahmen der THS möglich. Dies könnte insbesondere die Effizienz und die klinische Effektivität der THS zur Behandlung von neuro-psychiatrischen Erkrankungsbildern deutlich verbessern.