Inhalt Seite - baltic-imaging-center.de · Substanz der Großhemisphären (Chia, 1984) oder in den pedunculi cerebri (Chia, 1991; Park et al, 1997). In der akuten Phase eines Schlaganfalls

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Boris Kotchoubey & Martin Lotze 3. Diagnostik des Locked-in-Syndroms Inhalt Seite 3.1 Warum instrumentalle Methoden

– eine Einführung 3

3.2 Was haben uns instrumentelle Methoden bei LiS bereits gezeigt

– ein Überblick 4

3.1.1 Rhythmische elektrische Aktivität der Hirnrinde (EEG) 4

3.1.2 Evozierte und ereigniskorrelierte Potentiale 8

3.1.3 Myographie und motorische evozierte Potenziale 16

3.1.4 Angiographie 17

3.1.5 Computertomographie 18

3.1.6 Magnetresonanztomographie 20

3.2 Was erwarten wir von den instrumentellen Methoden

– ein Ausblick 22

8.3 Literatur 27

Boris Kotchoubey & Martin Lotze

Zusammenfassung Charakteristisch für ein Locked-in-Syndrom ist der weitgehende Ausfall motorischer Fähigkeiten bei gleichzeitigen Erhalt der kognitiven Eigen-schaften. Durch bloßes In-Augenschein-nehmen ist die Krankheit nur schwer vom sog. vegetativen Zustand oder vom akinetischen Mutismus zu unterscheiden. Dieses Kapitel behandelt instrumentelle Methoden zur Diagnose eines LIS. Geeignet hierzu sind elektrische oder magnetische Felder des Gehirns, elektrische Potenziale der Muskeln, die Durchblutung und der Verbrauch von Sauerstoff im Gehirn. Hieraus kann indirekt auf Aktivität im Gehirn geschlossen werden. Oft liegt in der Praxis neben den Locked-in-Syndrom noch eine weitere Schädigung des Gehirns vor, die auch kognitive Fähigkeiten beeinträchtigt. Dadurch wird die Diagnose eines Locked-in Syndroms ganz erheblich erschwert. Warum instrumentelle Methoden – eine Einführung Als „locked-in“ („in-sich-eingeschlossen“) bezeichnet man den patholo-gischen Zustand, in dem alle oder fast alle Bewegungsfunktionen des Kör-pers ausgefallen sind, während Wahrnehmungs- und Erkenntnisfähigkeiten erhalten bleiben. Dieser schreckliche Zustand kann unterschiedliche Ursa-chen haben, z.B. eine akute Entzündung motorischer Fasern in sämtlichen peripheren Nerven beim Guillain-Barré-Syndrom1 oder degenerative Verän-derungen motorischer Neuronen im Kortex und Rückenmark bei der amyo-trophen Lateralsklerose2. Aber die wichtigste und am meisten untersuchte Ursache ist eine Verletzung im vorderen Teil der Brücke (Pons varolii) – im Bereich, in dem nahezu alle motorischen Bahnen von der Hirnrinde zum Hirnstamm und Rückenmark verlaufen. Dieses pontine Syndrom ist als 1 Guillain-Barré-Syndrom – Entzündliche Erkrankung der aus dem Rückenmark

hervorgehenden Nervenwurzeln. Das Ausmaß der Lähmungserscheinungen ist sehr variabel und kann zu schweren Lähmungen großer Teile des Körpers führen.

2 Amyotrophe Lateralsklerose – Erkrankung der Nervenbahnen, die stetig fortschreitet und in der Endphase in einem Locked-in-Syndrom ähnlichen Zustand mündet.

Diagnostik des Locked-in-Syndroms

Locked-in-Syndrom (LiS) im eigentlichen Sinne bekannt. Eine solche akute Hirnschädigung entsteht am häufigsten als Folge einer Thrombose in der basilaren Arteria, seltener kommen auch andere Ursachen vor (lokale Hirn-blutung, Enzephalitis, Trauma) (Patterson & Grabois, 1986).

Obwohl diese Definitionen klar sind, kann die Diagnostik in der Realität sehr schwierig sein. Die erhaltenen kognitiven Fähigkeiten sind, wie bereits gesagt, eines der wichtigsten Kriterien eines LiS. Tatsächlich gibt es aber kaum einen LiS-Patienten, der keine Beschwerden über Empfindungs- oder, Wahrnehmungsstörungen- oder Denkstörungen vorzuweisen hätte, zumin-dest im akuten Stadium seiner Erkrankung. Als Sekundärerscheinung führt dies zu einer Beeinträchtigung der kognitiven Eigenschaften. Es handelt sich deshalb bei der Diagnostik eines LiS nicht um den Ausschluss jeglicher kognitiver Störungen, sondern um ihre analytische Erfassung als sekundärer und teilweise auch vorübergehender Erscheinungen im Gegensatz zu jenen völlig anderen Syndromen, wie z.B. der „vegetative Zustand“ (Jennett, 2002) oder der akinetische Mutismus (Ackermann & Ziegler, 1995), die mit LIS leicht verwechselt werden können (Andrews et al, 1996), bei denen aber die kognitive Symptomatik den Kern des pathologischen Status bildet.

Warum entstehen kognitive Störungen beim LiS? Die Läsion lässt sich nicht immer „sauber“, wie in Lehrbüchern, auf den vorderen Teil der Brücke beschränken, sondern auch nach hinten oder nach oben erweitern kann, womit z.B. die sensorischen Bahnen oder die für die Wachsamkeit und Aufmerksamkeit verantwortliche formatio reticularis betroffen werden. Außerdem kann ein LiS, wenn auch sehr selten, bei extrapontinen Hirnverletzungen entstehen, z.B. bei beidseitigen Läsionen in der weißen Substanz der Großhemisphären (Chia, 1984) oder in den pedunculi cerebri (Chia, 1991; Park et al, 1997).

In der akuten Phase eines Schlaganfalls tritt oft eine zusätzliche Schwellung des umgebenden Hirngewebes auf, die zur Funktionsstörung seitens mehrerer, unmittelbar vom Infarkt nicht betroffener, Areale führt. Diese sekundäre Schädigung kann durchaus gefährlicher sein als der pri-märe vom akuten lokalen Sauerstoffmangel verursachte Zellentod.

Es bleibt nach wie vor unklar, inwieweit Empfindungs-, Wahrnehmungs- und Gedankensstörungen als Folgen der raschen und vollständigen Lähmung entstehen können. Hierbei kommt es zu einem kompletten Verlust


sonst ständig präsenter Information über die Position und Kräfte in Muskeln, Gelenken und Sehnen.

Es können parallel zu der dem LIS zugrunde liegenden Brückenläsion auch weitere Infarkte in anderen Hirnarealen entstehen, die zu Störungen anderer Funktionen führen, aber die klinische Diagnostik dieser Störungen wird durch die massive Beeinträchtigungen wegen des LIS erheblich ver-hindert oder gar unmöglich gemacht.

Eine informative, funktionelle Diagnose soll nicht nur bloße Feststellung eines LiS beinhalten, sondern auch – zumindest im idealen Fall – eine Erfassung der Prognose eines Patienten mit einschließen. Dies ist besonders wichtig beim partiellen LiS, bei dem mehrere, wenn auch klinisch minimal ausgeprägte, Bewegungs- und damit auch Kommunikationsmöglichkeiten vorliegen. Die Erfassung kognitiver Störungen beim LiS ist deshalb von Wichtigkeit, weil diese Störungen, die sich „am Rande“ der vorwiegend motorischen Erkrankung entwickeln, im Laufe der Rehabilitation als erste korrigiert werden können, was auch eine gute Grundlage für die motorische Rehabilitation bilden sollte. Beim totalen LiS stellt sich dagegen besonders das Problem des Differenzierens von schwersten Bewusstseinsstörungen bis zum Koma und dem vegetativen Zustand.

Die oben aufgelisteten Faktoren – atypische Lokalisationen der Läsion oder sekundäre Läsionen im akuten Stadium; zusätzliche Schädigungen in entfernten Hirnarealen, durch LiS „maskiert“; funktionelle Störungen der Erkenntnisfunktionen als Folge des motorischen Ausfalles (ohne einen mor-phologischen Grund); enorme differenziell-diagnostische Schwierigkeiten beim totalen LiS mit seiner vollständigen Blockade aller Kontakte mit dem Patienten; schließlich die Notwendigkeit einer funktionell-dynamischen, und nicht bloß einer statischen Diagnose – all das erklärt, warum die klinischen Methoden allein der Aufgabe einer vollständigen Beschreibung eines am LiS leidenden Patienten oft nicht gerecht werden.

In diesem Kapitel betrachten wir einige wichtige apparative Methoden, die beim LiS angewendet wurden, und die bereits vorliegenden Ergebnisse ihrer Anwendung. Außerdem fassen wir nach diesem Überblick zusammen, inwieweit diese Methoden die prinzipiellen Fragen der Diagnostik des LiS zu beantworten oder die Grundschwierigkeiten dieser Diagnostik zu be-heben helfen. Drittens versuchen wir uns in einem Ausblick vorzustellen,


wie eine optimale funktionale Diagnose des LIS aussehen würde, welche Methoden dafür entwickelt werden sollten und welche Schwierigkeiten dieser Entwicklung im Wege stehen.

Wir konzentrieren uns auf die Methoden, deren Ergebnisse einen spezi-fischen Bezug auf das LIS haben. Einige Methoden messen unmittelbar die funktionelle Aktivität des Nervengewebes. Dazu zählen zum Beispiel die ElektroenzephalographieP

3P, die ElektromyographieP

4P und die Magnetoenz-

ephalographieP

5P. Andere Methoden erfassen Veränderungen in der Hirn-

struktur des Gehirns, in der Durchblutung des Gehirns oder dessen Stoff-wechsel. Zu diesen Methoden gehören z.B. die ComputertomographieP

6P die

strukturelle MagnetresonanztomographieP

7P; die Positronenemissiontomogra-

phieP

8P; und die AngiographieP

9P .

Natürlich können auch viele andere Methoden bei der Diagnostik even-tuell behilflich sein; Laboruntersuchungen können z.B. Informationen über einen Entzündungsprozess liefern, der einer Brückenläsion zugrunde liegt. Doch diese Methoden und diese Informationen sind unspezifisch, sie ent-halten nichts, was das Wesen des Syndroms erfasst. Aus diesem Grund wer-den diese unspezifischen Verfahren in diesem Kapitel nicht mit erwähnt.

TP

3PT Elektroenzephalographie (EEG) – Registrierung elektrischer Potentiale des Gehirns TP4PT Elektromyographie (EMG) – Registrierung elektrischer Potentiale der Muskeln TP5PT Magnetoenzephalographie (MEG) – Registrierung magnetischer Felder des

Gehirns TP6PT Computertomographie – bildgebendes Röntgenverfahren (CT) mit hoher örtlicher

Auflösung P7P Magnetresonanztomographie – bildgebendes Verfahren (MRT) mit hoher örtlicher

Auflösung, das mit hohen magnetischen Feldern arbeitet P8P Positronenemissiontomographie – bildgebendes Verfahren (PET), das die Verteilung

einer schwach radioaktiv markierten Substanz im Organismus sichtbar macht P9P Angiographie – bildgebendes Verfahren, bei dem mit einem Kontrastmitteln die

Strömung in den Adern dargestellt wird


1. Was haben uns instrumentelle Methoden bei LiS

bereits gezeigt – ein Überblick 1.1 Rhythmische elektrische Aktivität der Hirnrinde (EEG) Das EEG im engeren Sinne bezieht sich auf die rhythmischen Verände-rungen der Hirnpotentiale (EEG-Oszillationen). Zu den Vorteilen des EEG und der evozierten Potentiale (s. unten), die auch eine Variante des EEG-Verfahrens sind, gehören die direkte Messung der funktionalen Aktivität kortikaler neuronaler Netzwerke, eine hohe Zeitauflösung (die Prozesse werden on-line aufgezeichnet), die relative Einfachheit des Messens sowie der Auswertung und die universelle Anwendbarkeit bei allen Patienten. Demgegenüber stehen schlechte räumliche Auflösung als wichtigster Nachteil, sowie die „Oberflächlichkeit“, d.h. es wird fast ausschließlich die kortikale Tätigkeit an der Hirnoberfläche registriert, während die Aktivie-rungen in tieferen Sulci sowie in subkortikalen Strukturen mit wenigen Ausnahmen im EEG keinen Ausdruck finden.

Beim LiS und ähnlichen Zuständen ist das EEG seit den 50-er Jahren systematisch untersucht, also noch bevor das LiS als nosologische Entität beschrieben wurde (Watson & Adams, 1951; Hawkes & Bryan-Smith, 1974; Markand, 1976; Baidy-Moulinier et al, 1977). Als typischer Befund zeich-nete sich in diesen und darauffolgenden Studien das normale EEG-Muster mit gut ausgeprägtem α-Rhythmus und deutlichen Reaktionen (meistens in Form einer α-Blockade mit Anstieg des β-Rhythmus) sowohl bei sensorischer Stimulation als auch bei geistiger Aktivität ab (Bauer et al, 1982; Towle et al, 1989; Rusinov et al, 1990; Chia, 1991; Kamondi & Szirmai, 1993). Seltene und meistens schwach ausgeprägte pathologische Veränderungen im EEG beim LiS, wie z.B. die moderate Verlangsamung des Grundrhythmus (Towle et al, 1989) oder abgeschwächte Kohärenzen zwischen den einzelnen EEG-Ableitungen (Rusinov et al, 1990) sind eher Folgen des wegen der Immobilität veränderten allgemeinen Zustandes eines Patienten als Korrelate der zugrunde liegenden pathologischen Prozesse im


Hirnstamm. Auch das EEG-Muster im Schlaf scheint beim LiS unverändert zu sein (Rotenberg & Kobrin, 1985; Oksenberg et al, 1991).

Die erhaltene Reaktivität der EEG-Rhythmen bei Stimulation wird als Indikator des intakten Bewusstseins angesehen. Streng genommen ist dieses Argument nicht ausreichend (s. Brenner, 2005). Das reaktive EEG beweist nur das Funktionieren der wichtigsten Schleifen zwischen Hirnrinde und Thalamus10, die dem Wachzustand, den Orientierungsreaktionen und der Habituation zugrunde liegen. In einer interessanten aber wenig bekannten Arbeit berichteten Jacome & Morilla-Pastor (Jacome & Morilla-Pastor, 1990) über drei Locked-in Patienten, die trotz der erhaltenen Fähigkeit, mit Augenzwinkern deutliche Ja-Nein Antworten zu geben, keinerlei Reaktivität des EEG aufwiesen. Ihr α-Rhythmus änderte sich nicht mit Außenreizen. Auch Gütling (Gütling et al, 1996) fanden das areaktive EEG in drei von 5 Patienten mit LiS. Somit kann man sagen, dass wenngleich die reaktiven Veränderungen der EEG-Rhythmik mit einfachen Reizen noch kein aus-reichender Beweis für die bewusste Wahrnehmung ist, das Fehlen solcher Reaktionen noch weniger als Beweis für eine Wahrnehmungs- bzw. Be-wusstseinsstörung gelten kann. 1.2 Evozierte und ereigniskorrelierte Potentiale Evozierte Potentiale (EP) sind EEG-Schwankungen, die mit einem Reiz zeitlich verbunden sind und vermutlich die Auswertung dieses Reizes im Gehirn widerspiegeln. Dabei sind frühere (bis etwa 20-50 ms nach der Reiz-darbietung) und spätere (bis etwa 500-800 ms) Komponenten der EP zu unterscheiden. Die früheren zeigen die Aktivität der sensorischen Pfade, die die Sinnesorgane mit der Hirnrinde verbinden, und ihre Parameter (Ampli-tude, Latenz) liefern uns die Auskunft darüber, ob und wie schnell die Reizinformation im Kortex ankommt. Die späteren dagegen beziehen sich auf die weitere Informationsverarbeitung im Kortex selbst und können daher für die Erfassung höherer Erkenntnisfunktionen (Kotchoubey et. al, 2002) und des Bewusstseins (Kotchoubey, 2005) verwendet werden. Die ersten TP

10PT Thalamus – eine im Mittelhirn liegende Struktur, die einerseits die Leitung aller sensorischen Reize in die Hirnrinde umschaltet und dadurch kontrolliert, andererseits sich selbst unter der Kontrolle von Frontallappen befindet.


werden oft „exogene Komponenten“, die letzteren „endogene Kompo-nenten“ genannt (Picton & Hillyard, 1988). Diese Begriffe können aber irre-führen, weil es einerseits auch endogene Einflüsse auf frühe Komponenten gibt (z.B. nimmt ihre Amplitude bei gerichteter Aufmerksamkeit zu den Rei-zen zu, bei Aufmerksamkeitsablenkung ab), andererseits hängen späte Kom-ponenten auch von exogenen Faktoren (z.B. Reizintensität) ab. Eine andere häufige Begriffsunterscheidung ist, dass der Name „EP“ nur für die früheren Komponenten beibehalten bleibt, während die späteren als „ereignis-korre-lierte Potentiale“ (EKP) bezeichnet werden.

Frühe EP werden in der klinischen Neurologie immer öfter verwendet, und auch beim LiS wurden bereits einige Erfahrungen gesammelt. Zu er-warten wäre, dass diese Komponenten eigentlich normal sind, da typische Läsionen der vorderen Brücke nur die absteigenden motorischen Bahnen betreffen, während die aufsteigenden sensorischen weiter hinten verlaufen. In der Tat aber sind Anomalien der akustischen und somatosensorischen EP beim LIS ein häufiger, wenn auch sehr instabiler Befund. Bei einem Patien-ten werden z.B. normale akustische aber verzögerte somatosensorische Potentiale berichtet (Landi et al, 1994), bei einem anderen normale soma-tosensorische und verzögerte akustische Potentiale (Chia, 1991). Towlet et al (1989), die eine relativ homogene Gruppe von 9 Patienten untersuchten, gaben ihrem Artikel den charakteristischen Untertitel: „Heterogeneity of findings“, was auch die Befunde von Gütling (Gütling et al, 1996) charakterisieren würde. Größere Patientenstichproben mit einer akuten Basilaristhrombose wurden von zwei deutschen Gruppen (Krieger et al, 1993; Ferbert et al, 1988) untersucht, allerdings bleibt unklar, wie viele von ihren Patienten locked-in waren. In diesen Studien wurden alle möglichen Varianten beschrieben: Patienten mit vollkommen normalen Potentialen auf beiden Seiten; Patienten mit normalen akustischen aber einseitig verzögerten somatosensorischen EP; Patienten mit normalen akustischen und beidseitig verzögerten somatosensorischen EP; Patienten mit einseitig verzögerten oder fehlenden EP auf beiden Modalitäten; Patienten mit normalen soma-tosensorischen aber einseitig oder beidseitig verzögerten akustischen EP; schließlich Patienten, bei denen so gut wie keine EP hervorgerufen werden konnten. Die Häufigkeit der anomalen akustischen EP stimmt mit der Tat


Abb. 1: Auditorische Hirnstammpotentiale (BA-EP, linke Spalte) und sensomotorische EPs auf die Stimulation des N. medianus (SEP, rechte Spalte) von 8 LIS Patienten (aus Towle et al., 1989, mit freundlicher Zustimmung von Elsevier Verlag). Das Vorhandensein wichtigster Komponenten (Wellen I und V in BAEO, N20 in SEP) ist von Punkten markiert. Man sieht krasse Unterschiede sowohl unter den Patienten als auch zwischen den Mo-dalitäten. Beim Patienten 2 ist z.B. das BAEP relativ gut erhalten, und zwar besser rechts als links, das SEP ist dagegen präsent auf der linken Seite, fehlt aber vollständig auf der rechten. Insgesamt können die EP nur beim Patienten 7 als normale eingeschätzt

werden, doch es gibt kein für das LIS „typisches“ pathologisches Muster.


sache überein, dass die vertebrobasilare OkklusionP

11P, die tendenziell zum

LiS führt, sich manchmal durch eine plötzliche Hörstörung manifestiert: Huang (Huang et al, 1993) beobachteten diesen Krankheitsanlauf bei sieben aus 503 Patienten mit vertebrobasilarer Insuffizienz, wobei sechs von diesen 7 auch schwer gestörte oder fehlende akustische EP hatten, und bei vier von diesen 6 Patienten entwickelte sich später das LiS. Was ist die Ursache der verzögerten und verschwundenen EP-Komponenten bei LiS? Dabei sind zwei verschiedene Fälle zu unterscheiden. Die meisten Patienten, die von den Gruppen von Krieger (Krieger et al, 1993) (s. o.) beschrieben werden, waren im akuten Zustand. Man kann daher vermuten, dass es sich um eine sekundäre Hirnstammschädigung (Schwellung) in der Umgebung von der primären pontinen Läsion handelt. Krieger et al. (1993) fanden völlig normale EP bei drei von ihren 23 Patienten, und alle drei haben sich später sehr gut erholt. Im Gegensatz dazu hatten 14 Patienten beidseitig pathologische EPs in den beiden Modalitäten, und alle diese Patienten starben oder blieben locked-in. Dieser Zusammenhang zwischen der Intaktheit der sensorischen Leitung und der besseren Wiederherstellung der motorischen Funktionen wäre vollkommen unklar. Die Vermutung liegt deshalb nahe, daß die prognostische Bedeutung der frühen EP mit dem Ausmaß des sekundären Ödems zusammenhängt und somit nicht sehr spezifisch für die das LIS verursachte Läsion ist. Diese Erklärung passt aber nicht für Patienten im chronischen Zustand, aber auch diese weisen unter-schiedliche Anomalien der EP auf (Abb. 1) (Towle et al, 1989; Gütling et al, 1996). Offensichtlich beschränken sich die Läsionen infolge eines Basilaris-Infarktes nicht immer auf den vorderen Teil der Brücke, sondern können sich nach hinten ausbreiten. Die Abb. 2 zeigt den Zusammenhang zwischen der Morphologie der Brückenschädigung und dem EP-Muster bei einem LiS Patienten. In diesem Fall schloss die Läsion außer dem vorderen Brückenteil auch eine Portion vom trapezoiden Körper und den lateralen Lemniscus auf der rechten Seite ein. Das gestörte Bild der EP ist ein zuverlässiges Zeichen, dass die Areale, die dorsal von der Basis der Brücke liegen, auch betroffen sind, selbst wenn keine klinischen Symptomen dieser Betroffenheit vorliegen (Seales et al, 1981; Stern et al, 1982; Towle et al, 1989).

TP

11PT vertebrobasilare Okklusion – Verschluss der Arteria basilaris


[In diesem Absatz wurden zum einen mehrere Sätze umgestellt, wodurch der Zusammenhang verloren geht. Zum anderen bestand er im Original aus drei Absätzen, die jetzt miteinander geschmolzen sind. Der resultierende Riesenabsatz finde ich sehr schwer visuell wahrzunehmen – BK]

Viel seltener als frühe akustische und somatosensorische EP wurden spä-tere (kortikale) Komponenten (ereigniskorrelierte Potentiale, EKP) bei LiS Patienten untersucht. Die späte positive Welle P3 (am besten über dem pa-rietalen Kortex ausgeprägt, mit einer Latenz von ca. 300-400 ms) erscheint bei Gesunden typischerweise in einem Experiment, in dem z.B. zwei

Abb. 2: Die Daten des Patienten 9 aus der Abb. 1 zeigen den Zusammenhang zwischen der Mor-phologie der Läsion und den EPs (aus Towle et al., 1989, mit freundlicher Zustimmung von Elsevier Verlag). Sowohl die elektrophysiologischen als auch die computer-tomo-graphischen (über die Computertomographie beim LIS s. unten) Befunde weisen auf die Betroffenheit des rechten medialen Lemniscus und der oberen Olive hin.


Töne mit unterschiedlicher Häufigkeit (20% und 80%) dargeboten werden (Donchin, 1981; Abb. 3). Diese charakteristische Positivierung tritt auch in anderen Situationen als Antwort auf bedeutsame Reize auf, z.B. in Gedächtnisaufgaben bei der richtigen Wiedererkennung bekannter Objekte (aber nicht bei der richtigen Zurückweisung unbekannter Objekte). Nach gegenwärtigen Vorstellungen zeigt die P3 die Fähigkeit des Gehirns, Reize differenziert wahrzunehmen und selektiv auf bedeutsame Ereignisse im Umfeld zu reagieren. Onofrj (Onofrj et al, 1997) führten die beiden oben

Abb. 3: Das Experiment mit zwei akustischen Reizen, präsentiert mit den Häufigkeiten von 20 und 80%. A, B: Zwei LIS Patienten. A: Ein nahezu normaler Befund bei einem Patienten mit einer typischen Brückenläsion. Seltene Reize lösen eine große (ca. 12 µV) elektropositive Welle P3 mit einer Gipfellatenz von 390 ms aus. Der einzige Unterschied zur typischen Reaktion der Gesunden besteht in einer leicht verzögerten Gipfellatenz (in der Regel 300-350 ms). Diese Latenzverzögerung trifft allerdings selbst bei minimalen Hirnverletzungen auf und ist nicht charakteristisch für das LIS. B: Ein LIS Patient mit zusätzlichen bilateralen Läsionen in den Thalami. Statt der P3 rufen die seltenen Reize eine langsame Negativierung hervor, die bei Gesunden niemals auftritt. C, D: Patienten im sog. "vegetativen Zustand". C: Keinerlei kortikale Reaktionen auf die Reize. D: Ein deutliches kortikales EKP In Form von P1, N1 und P2-Komponenten, aber im Gegenteil zu den LIS Patienten keine Differenzierung zwischen häufigen und seltenen Tönen.


genannten Experimente bei vier LiS Patienten durch und zeigten, dass sie alle bereits eine Woche nach dem Läsionsereignis sowohl im Experiment mit 2 Tönen als auch bei der Wiedererkennung eine deutliche P3 aufwiesen. Allerdings hatte einer von diesen Patienten keine erkennbare P3 in den er-sten Tagen der Erkrankung, und ein weiterer Patient (Onofrj et al, 1996) wies auch mehrere Wochen nach einem pontinen Infarkt trotz erhaltener früher EP keine späteren EKP-Komponenten im auf. Diese Komponenten erschienen jedoch nach ca. 2 Monaten wieder, was die Autoren als Hinweis auf die Verlegung der kortikalen Funktion in die benachbarten Regionen interpretieren (Abb. 4).

Abb. 4: Langsame Erholung der P3 bei einem LIS Patienten (aus Onofrj et al., 1996, mit freundlicher Zustimmung von Elsevier Verlag). Die primäre kortikale Antwort (wie beim Patienten D auf der Abb. 3) ist hier präsent vom Anfang an auf die beiden Reize (Target = seltener Reiz). Eine P3 auf den seltenen Reiz erscheint aber erst am 55.Tag und bleibt weiter stabil.


Wir haben vier Patienten mit LiS untersucht, deren zwei im Experiment

mit 2 ungleichwahrscheinlichen Tönen einen deutlichen Komplex der späten EP-Komponenten, bestehend aus einer P3 und einer vorangehenden nega-tiven Auslenkung, demonstrierten. Ein weiterer Patient reagierte nur mit einer schwach ausgeprägten P3, und der vierte mit einer langsamen nega-tiven Welle (Abb. 3B), die in dieser Situation niemals bei wachen Gesunden auftritt, aber häufig bei Patienten mit schweren Hirnverletzungen und im Schlaf. Die beiden ersteren Patienten (mit normalen Reaktionen) hatten eine typische Läsion in der vorderen Brücke. Die beiden anderen (mit patho-logischen Reaktionen) hatten auch zusätzliche Hirnschädigungen im Teg-mentum pontis und in den Pedunculi cerebelli (der dritte Patient) oder im Thalamus (der vierte).

Den zwei Patienten mit erhaltener P3 wurden weiterhin in einer Wort-für-Wort Weise 100 Sätze präsentiert, wovon 50 am Ende ein sinnloses, zum Satzkontext nicht passendes Wort hatten (Kutas & Hillyard, 1980).

Abb. 5: EKPs (ober Reihe – über dem frontalen Lappen, Fz; untere Reihe – über dem parietalen Lappen, Pz) zeigen die Fähigkeit zum semantischen Dis-kriminieren. Zwei LIS Patienten wurden Wort-

für-Wort kurze Sätze dargeboten, wo bei die Hälfte der Sätze mit einem normalen erwar-teten Wort endete, in der 2. Hälfte war das Endwort unerwartet und im Zusammenhang des Satzes völlig sinnlos. Der Balken bei 0 ms zeigt die Darbietung des letzten Wortes. Sinnlose Satzendungen lösen eine typische späte negative EKP-Komponente aus (Pfeile). Die Wörter wurden dem Patienten A visuell, dem Patienten B akustisch präsentiert, was möglicherweise die unterschiedlichen Wellenformen verursacht.


Auch in dieser Situation wiesen diese Patienten einen deutlichen Unter-schied zwischen den kortikalen Reaktionen auf semantisch zusammenhän-gende und nicht-zusammenhängende Reize auf (Abb. 5). Somit kann die Methode der EKP auch zur Überprüfung der höheren kortikalen Funktionen, wie das semantische Sprachverstehen, bei LiS Patienten angewendet werden. 1.3 Myographie und motorische evozierte Potentiale Elektromyographie ist die Registrierung elektrischer Potentiale von Muskeln in Ruhe und als Reaktion auf Reize. Am häufigsten wird beim LiS die Vari-ante der EMG-Technik verwendet, die als motorische evozierte Potentiale (MP) bezeichnet wird. Während die sensorischen EP von der Schädel-oberfläche als Hirnantworten auf periphere Reize abgeleitet werden, werden MP im Gegenteil von peripheren Muskeln als Antworten auf kortikale elek-trische oder magnetische Reize registriert. Von den EP haben wir erwartet, dass sie beim typischen LiS intakt bleiben sollten, doch war dies im allge-meinen nicht der Fall. Von den MP erwarten wir im Gegensatz, dass sie komplett ausfallen, da das Syndrom als Resultat der Unterbrechung (fast) aller herabsteigenden motorischen Bahnen entsteht. Auch dies stimmt zwar oft, aber nicht immer (Facco et al, 1989; Landi et al, 1994). Zwar werden beim LiS niemals normale MP registriert, aber schwache Antworten mit verzögerter Latenz sind trotzdem bei vielen Patienten erkennbar, was auf die Erhaltung eines Anteiles von kortikospinalen Verbindungen hinweist, ob-schon dieser Anteil nicht für die Ausführung willkürlicher Bewegungen ausreicht (Facco et al, 1989; Cincotta et al, 1999). Bassetti (Bassetti et al, 1994) fanden vorhandene MP in zwei von 6 LIS Patienten, und bei diesen zwei Patienten wurden die Bewegungsfunktionen weiterhin fast vollständig wiederhergestellt. Die Reste der Willkürkontrolle können dann nachgewie-sen werden, wenn die aktiven motorischen Vorstellungen des Patienten zur Normalisierung der MP (d.h. zur Amplitudenzunahme und Latenzabnahme) führen (Cincotta et al, 1999). Diese Beobachtung zeigt, dass die routine-mäßig durchgeführten Testverfahren die Möglichkeiten der LiS Patienten


unterschätzen können, und weist damit in eine mögliche Richtung rehabili-tativer Interventionen. 1.4 Angiographie Da die häufigste Ursache des LiS eine Thrombose der Arteria basilaris ist, liefert die angiographische Untersuchung wichtige Informationen über (1) das Vorhandensein einer Okklusion, (2) ihre Lokalisation, (3) die Pathomor-phologie der Gefäße, die möglicherweise die Thrombose verursacht hat, so-wie (4) eine vorliegende Gefäßpathologie. In den meisten Fällen zeigt die angiographische Aufnahme eine typische Unterbrechung des Blutflusses in der basilaren Arterie (Ferbert et al, 1988; Malm et al, 1999). Ein seltenerer Befund ist eine beidseitige Thrombose der vertebralen Arterien unterhalb

Abb. 6: Angiographie (oben links) und Kernspintomographie unterschiedlicher Gewichtung eines Patienten 4 Wochen nach einem Infarktereignis. In der Angiographie mit einem Pfeil gekennzeichneter abrupter Stopp im Versorgungsbereich der Arteria cerebri posterior. Im sagittalen T1-gewichteten MR großes hypointenses Areal im Bereich der anterioren bis medialen Pons. In den T2-gewichteten axialen MR-Bildern ist eine links betonte Hyperintensität in der Pons zu erkennen.


ihres Zusammenflusses (Cabezudo et al, 1986). Eine inkomplette Okklusion kann auch zu einem transienten LiS führen, dessen Ursache sich auch am besten angiographisch klären lässt (Krieger et al, 1990). Die Abb. 6 zeigt angiographische sowie kernspintomographische Daten (zur Kernspintomo-graphie, MRT, s. weiter unten) eines LiS-Patienten.

Die Angiographie wirft weiterhin Licht auf morphologische Besonder-heiten der Gefäße, die für eine Thrombose prädisponieren12, wie z.B. die pathologisch breite basilare Arterie (Al Sardar & Grabau, 2002) oder der hohe Eingang einer vertebralen Arterie in den Rückenmarkkanal. Nor-malerweise treten diese Arterien das foramen transversum des 6.zervikalen Wirbels (C6), seltener C5 oder sogar C4 ein. Je höher die Eingangsstelle liegt, umso größer die Gefahr einer vertebralen Durchblutungsstörung, sei es durch den erschwerten Blutfluß oder durch einen an dieser schwierigen Stelle entstehenden Embolus. In zwei in der Literatur beschriebenen Fällen, in denen die rechte A. vertebralis auf dem Niveau C3 in das Rücken-markkanal eintritt, entwickelte sich ein LIS (Fujiyama et al, 1994; Jackson et al, 2000).

Nach einer schweren Schädel-Hirn-Verletzung kann aufgrund der angio-graphischen Daten zwischen einem Koma und einem LIS infolge einer traumatischen Verletzung der basilaren Arterie differenziert werden (Fox & Lavin, 1991; Odabasi et al, 1998). Eine solche Verletzung ist zwar selten, da diese Arterie in der Regel vor mechanischen Einwirkungen gut geschützt wird. Andererseits aber, wenn die Wirbelsäule im Nackenbereich patho-logisch verändert wird, kann der Knochenschutz zum schädigenden Faktor werden, so dass sogar Mikrotraumata, z.B. bei aggressiven chiropraktischen Manipulationen, zur Unterbrechung des Blutflusses bis auf LIS führen können (Krieger et al, 1990). 1.5 Computertomographie (CT) Computertomographische Untersuchungen erweisen bereits seit 20 Jahren ihre Nützlichkeit bei der topographischen Diagnostik von Hirnstamm-läsionen (Liu et al., 1983). In der Regel zeigt die CT ein Gebiet geringer TP

12PT prädisponieren – aufgrund der Vorgeschichte begünstigen


Gewebedichte in der vorderen Brücke, mit oder ohne Ausweitungen auf das Tegmentum, das Mittelhirn oder die cerebellaren Pedunculi (Abb. 7). Die Tomographie ist auch wichtig für die Feststellung zusätzlicher Hirn-schädigungen, die durch die schwere Locked-in Symptomatik klinisch mas-kiert sein können (Facco et al, 1989; Onofrj et al, 1997). Thajeb (Thajeb et al, 1993) untersuchten 22 Patienten mit schweren okklusiven Störungen im Bereich der basilaren Arteria mit Hilfe von CT und Angiographie und zeigten, dass der CT-Befund in der akuten Phase oft negativ ist; die Hypodensität13 PP entwickelt sich langsam im Laufe der ersten oder zweiten Woche. Zwei von diesen 22 Patienten wiesen keine sichtbare Läsion (negativer CT-Befund) bis zum 21. Tag nach dem Infarkt auf trotz eindeutigen klinischen und angiologischen Hinweisen auf die akute

Abb. 7: Craniale Computertomogramme (CCT) von zwei Patienten mit Locked-in-Syndrom. A: CCT eines 39-jährigen Mannes einige Wochen nach einem Infarktereignis. In den unteren Schichten sind hypodense Bereiche in der unteren Pons und der linken Kleinhirnhemisphäre abgrenzbar. In der unteren Schädelgrube (obere Reihe) sind starke Artefakten auffällig, die eine Beurteilung erschweren. B: CCT einer 31 jährigen Frau, nach Komplikation bei einer Schwangerschaftsgestose. Die mehrere Tage nach dem Ereignis durchgeführte Bildgebung zeigt eine Hypointensität in der kaudalen Pons, linksseitige Hypointensitäten im Bereich der rostralen Pons und bilaterale Hypointensitäten der cerebralen Pedunkel. Wache aber tetraple-gische Patientin mit erhaltenen vertikalen Augenbewegungen und intaktem Augen-

schluss.

13 Hypodensität – optische Dichte (Graustufen) bei einem bildgebenden Verfahren


Durchblutungsstörung im Hirnstamm. Diese zwei Patienten zeigten in ihrer Katamnese eine gute Wiederherstellung motorischer Funktionen. Von den 20 Patienten mit positiven CT-Befunden zeigten sechs Patienten keine Brücken- oder Mittelhirnschädigung, sondern vereinzelte hypodense Regionen in subkortikalen Strukturen; der Weiterverlauf bei diesen Patienten war auch relativ gutartig. Dagegen war bei 4 Patienten das gesamte von der arteria basilaris versorgte Gebiet einschließlich des Hirnstamms, des Kleinhirns, des Okzipital- und Temporallappens betroffen, und alle diese Patienten starben trotz intensiver Antikoagulationstherapie. LIS entwickelte sich bei Patienten mit den durch die CT bestätigten umschriebenen Läsionen im oberen Hirnstamm, obwohl auch andere Strukturen wie das Kleinhirn oder der Thalamus betroffen werden können (Thajeb et al, 1993). 1.6 Magnetresonanztomographie (MRT, Kernspintomographie) Das ist die sensitivste Methode zur Diagnostik struktureller Pathologie beim LIS. Sie lässt zu, die dem Syndrom zugrunde liegende pontine Läsion sowie all begleitenden Läsionen räumlich genau zu beschreiben (Dollfus et al, 1990; Benitez et al, 1994; Onofrj et al, 1997). Die MRT ist besonders wichtig bei atypischen Formen, z.B. beim nicht-vaskulären LIS infolge me-chanischer Verletzungen oder toxischer Prozesse (Patterson & Grabois, 1986). So berichteten Blumenbergs (Blumbergs et al, 1991) über die auf der MRT basierte Diagnose bei einem Patienten mit einem traumatischen Abriß der Brücke von der Medulla oblongata. Bei einer Enzephalomyelitis14 erlaubte die MRT nicht nur eine Ursachendiagnose sondern auch die Prognose der Weiterentwicklung des LIS (Axer et al., 2005). In zwei weiteren Fällen half die Methode bei der Feststellung einer akuten Demyelinisierung15 im Bereich der oberen vorderen Brücke und des unteren Mittelhirns infolge der Leberinsuffizienz (Morlan et al, 1990; Martin & Young, 1995). Noch wichtiger als bei atypischer Ätiologie sind MR-Unter- TP

14PT Enzephalomyelitis – entzündliche Erkrankung des Zentralnervensystems TP15PT Demyelinisierung – Verlust an Myelin, einer Schicht, die Nervenfasern voneinander isoliert und somit die Nervenleitung ermöglicht.


Young, 1995). Noch wichtiger als bei atypischer Ätiologie sind MR-Unter-suchungen beim atypischen klinischen Verlauf (Wali, 1993) und einer aty-pischen Lokalisation der Hirnschädigung, z.B. unterhalb der Brücke


Abb. 8: Drei Beispiele für Kernspintomo-graphische Befunde bei Locked-in Patienten. A: 32-jähriger Patient mit spontan aufgetretenem Kopf-schmerz und Visusbeeinträchti-gung. Innerhalb von 12 Stunden entwickelte er eine Tetraparese und einen Stupor. Erst nach 3 Tagen war im CCT eine caudal pontine ischämische Läsion sicht-bar. Er war zu diesem Zeitpunkt wach und konnte die Augen in alle Richtungen bewegen. Das MR nach 14 Tagen zeigt in der sagittalen T1-Gewichtung (links, hypointens) und in den axialen T1 und T2 (hyperintens) gewichteten Bildern (rechts) eine deutlich rechts betonte große Ponsläsion,

die wohl von einem Infarkt im Versorgungsgebiet der Arteria basilaris verursacht wurde. B: 39-jähriger Patient mit vorbekannten Symptomen einer Basilaris-Migräne mit initial heftigen Kopfschmerzen und rechtsbetonter Armparese. Nach 6 Stunden Dysarthrie entwickelte sich linksbetonte Fazialisparese und rückläufige Armparese rechts. Im Verlauf Tetraparese und Stupor. Nach 5 Tagen wach, Blinkreflex erhalten aber spontane Dezerebrationsstellung. Die vertikale und linksseitige Augenbewegung war erhalten. Im MR sowohl in der T1- als auch in der T2-Bildgebung hyperintense, frische Infarktzone im Übergang von der unteren Pons zur Medulla oblongata. C: 40-jährige Patientin mit heftigen abrupt auftretenden Bauchschmerzen bei Verdacht auf einen Mesenterialinfarkt. Im Verlauf stuporöses Bild mit Tetraparese. Im initialen CCT bereits pontine Hypointensität sichtbar bei bestehender Blutgerinnungsstörung. Nach 3 Tagen wacher Zustand und spontane Hebung des linken Augenlides und des linken Auges möglich. In der T1 und T2-gewichteten MR-Bildgebung mehrere Tage nach dem Infarktereignis ist die große, fast seitengleiche pontine Läsion deutlich abzugrenzen.

(Latronico et al, 1993) oder bei bilateralen Läsionen des Mittelhirns (Chia, 1991). Die MRT zeigt oft eindeutige Hirnschädigungen auch bei LiS Pa-tienten mit normalem CT-Befund (Martin & Young, 1995; Durkin, 2003). Die schnellere (im Vergleich mit CT) Entwicklung eines charakteristischen


Bildes kann dem Arzt eine Intervention innerhalb der kritischen Zeit ermög-lichen, wie es z. B. Zaidat (Zaidat et al, 2005) im Falle eines akuten LiS bei einem Jugendlichen demonstrierten. Dennoch können auch MRT-Befunde in den ersten Tagen der Erkrankung manchmal unauffällig sein, so dass wiederholte Untersuchungen notwendig sind. In einzelnen Fällen wurden bei Hirnstamminfarkten selbst im Verlauf negative MRT-Befunde berichtet (zwei aus insgesamt 105 untersuchten Patienten mit Hirnstamm- oder Klein-hirninfarkten: Malm et al, 1999). Beispiele magnetresonanztomographischer Ergebnisse beim LIS sind in der Abb. 8 dargestellt. 2. Was erwarten wir von den instrumentellen Methoden – ein Ausblick Die Anwendung instrumenteller Methoden hat zweierlei Sinn. Zum einen zeigen sie uns, warum bei der Diagnostik des LiS Schwierigkeiten auftreten können, zum anderen helfen sie uns, diese zu beseitigen. Sie demonstrieren z.B., dass die Läsion bei LiS nicht unbedingt klar auf die vordere Brücke begrenzt wird, und dass die betroffenen benachbarten Regionen zum einen oder anderen atypischen klinischen Bild von LiS führen. Vor allem warnt uns die instrumentelle Untersuchung davor, das LiS vereinfachend als reine motorische Erkrankung zu behandeln, bei welcher alles außer dem motori-schen Ausdruck normal sei. Wahrnehmungs- und Aufmerksamkeitsstörun-gen sind dagegen bei LiS keine Ausnahmeerscheinungen, was eventuell zu diagnostischen Fehlern führen kann (Andrews et al, 1996).

Doch bleiben bei LiS trotz massiver motorischen und möglicherweise auch begleitender sensorischer Störungen die höheren kortikalen Funktionen – also die Gnosis und die abstrakte Praxis (abgesehen von deren konkretem motorischem Ausdruck) – intakt. Diese höheren, letztendlich mit Bewusst-sein zusammenhängenden Funktionen werden in der Regel mit Hilfe von gut bewährten neuropsychologischen Tests erfasst, die aber auf der Messung motorischer und sprachmotorischer Reaktionen beruhen und deshalb beim LiS unanwendbar sind. Zwar werden in der letzten Zeit diese neuropsy-chologischen Tests intensiv an die Bedürfnisse und Möglichkeiten von schwerstgelähmten Patienten angepasst (Kübler et al, 2005; Neumann & Kotchoubey, 2004), aber bei extremen Formen wie in einem klassischen und besonders in einem totalen Locked-in Zustand können auch die modifizier-


ten Tests nicht angewendet werden. Die im zweiten Teil dieses Kapitels dargestellten Resultate unterschiedlicher Messverfahren zeigen, dass der Platz, den die neuropsychologische Analyse mentaler Funktionen besetzen sollte, nach all diesen Verfahren immer noch unbesetzt bleibt.

In der Praxis ist man immer wieder mit den Situationen konfrontiert, in denen es klar wird, wie wenig sich das Verhältnis zwischen cerebraler Struktur und Funktion bei LiS als Eins-zu-Eins-Verhältnis begreifen lässt. Wir haben z.B. zwei Patienten beobachtet, bei denen wiederholte CT- und MRT-Untersuchungen eindeutig die für das LiS typische Pathologie auf-wiesen, doch konnten in diesen traurigen Fällen wiederholte sorgfältige neuropsychologische und neurophysiologische Untersuchungen keinen er-warteten Hinweis auf erhaltene kognitive Funktionen erbringen. Diese im-mer wieder auftretende Divergenz demonstriert den Bedarf an funktionellen Tests, die nicht nur die strukturelle Pathologie beschreiben, sondern zeigen, wie die Hirnrinde bei neuropsychologischen Aufgaben funktioniert – oder, besser gesagt, – dass sie trotz der Lähmung weitgehend normal funktioniert.

Eine dieser funktionellen Methoden ist die oben bereits erwähnte Re-gistrierung von EKP bei kognitiven Aufgaben. Diese Aufgaben können hier-archisch aufgebaut werden, so dass immer komplexere kognitive Fähig-keiten angesprochen werden (Kotchoubey et al, 2002). In der Arbeit von Onofrj (Onofrj et al, 1997) wurde z.B. die P3 sowohl in einem Oddball-Experiment registriert, was eine relativ einfache Reizdifferenzierung und Reizbewertung voraussetzt, als auch in einem Wiedererkennungsexperi-ment, welches viel komplexere Gedächtnisfunktionen prüft. In unseren Untersuchungen wurden mit Hilfe der EKP noch höhere semantische Fä-higkeiten bei LiS Patienten geprüft.

Bei aller Flexibilität und Anwendbarkeit unter unterschiedlichsten Be-dingungen (auch direkt am Patientenbett) leidet aber diese Methode an dem Mangel, dass die Aktivität tieferer Strukturen nicht erfasst werden kann. Außerdem erfahren wir zwar, dass bestimmte kortikale Mechanismen zur Verarbeitung gewisser Reizeigenschaften erhalten sind, aber nicht, was für Mechanismen es sind und wo diese lokalisiert sind.

Diese Unsicherheiten würden bei der Registrierung von anderen funk-tionellen bildgebenden Methoden behoben. Die Magnetoenzephalographie (MEG) besitzt neben derselben hohen Zeitauflösung wie beim EEG auch


eine viel höhere räumliche Auflösung, allerdings nur innerhalb der Hirn-rinde; die Aktivität tiefer Hirnstrukturen bleibt genauso verborgen wie für das EEG. Wegen der extremen Schwäche der magnetischen Felder des Ge-hirns bedarf aber die MEG-Registrierung einer hochkomplizierten Appa-ratur, was die klinische Anwendung dieses Verfahrens wesentlich erschwert. Vor einiger Zeit erschien der erste Bericht über eine MEG-Untersuchung bei einem Patienten mit LiS, wobei diese Methode keinen besonderen Nutzen zeigte (Silver et al, 2006); dieses erste Ergebnis kann natürlich nicht allzu schwerwiegend interpretiert werden. Die PET kann dagegen alle Regionen im Gehirn erreichen; die Aktivität von z.B. Basalganglien oder dem Hirnstamm ist genauso gut sichtbar wie des Kortex. Diese Prozedur ist nicht völlig nicht-invasiv, weil eine radioaktive Substanz injiziert werden muss, deren Stoffwechsel im Gehirn dann beobachtet wird. Die radioaktive Belastung eines Patienten ist aber in der Tat minimal, so dass ihre schädliche Wirkung so gut wie ausgeschlossen ist. Ein weiterer Vorteil der PET besteht in der Größe und Deutlichkeit der beobachteten Effekte, das macht diese Methode für die individuelle Diagnostik besonders geeignet. Damit kann die PET erfolgreich zur Abgrenzung zwischen LiS und einem anscheinend ähnlichen Zustand, dem akinetischen Mutismus, verwendet werden (Tengvar et al, 2004). Leider liegt die Zeitauflösung der PET in Minuten im Gegensatz zu Millisekunden beim EEG und MEG. Deshalb müssen die funktionellen Testverfahren für die PET mit Rücksicht auf ihre Langsamkeit aufgebaut werden. Hirnreaktionen auf einzelne Reize, wie beim EEG oder MEG, können mit Hilfe der PET gar nicht gemessen werden, sondern man muss gleichartige Aufgaben in Blöcken darbieten.

Wenn auch die EKP nur in einzelnen LiS-Studien verwendet wurden, konnten wir über die Verwendung von PET noch keinen einzigen Bericht finden. Dasselbe gilt auch für die Methode der funktionellen MRT (fMRT). Im Gegensatz zu der oben beschriebenen strukturellen MRT wird bei der fMRT das sogenannte „blood oxygenation level-dependent“ (BOLD) Signal, d.h. im Grunde die Beweglichkeit der Protonen in der Abhängigkeit von der Oxygenierung des Hämoglobins gemessen. Dies gibt Auskunft über die Stoffwechselintensität in den unterschiedlichen Hirnregionen und damit, indirekt, über die funktionelle Aktivität dieser Regionen. Trotz einer gewissen Ähnlichkeit mit den von der PET erfassten Vorgängen besitzt die


fMRT sowohl eine bessere räumliche Auflösung (weil die Zerlegung radioaktiver Stoffe – das Signal für die PET – nicht immer genau am Ort des intensivsten Hirnmetabolismus stattfindet), als auch eine wesentlich höhere Zeitauflösung (Sekunden statt Minuten wie bei der PET). Doch gibt es nichts Vollkommenes auf der Erde, und auch die fMRT ist von Nachteilen nicht ganz frei, vor allem ist es eine enorme Lärmbelastung in der Messanlage. Hinzu kommt, dass sich die Effekte bestimmter kognitiven Aufgaben (also der Zuwachs der Aktivierung in einer Hirnregion, wenn diese Region mit einer adäquaten Aufgabe beschäftigt wird) in den fMRT-Daten schwächer niederschlagen als in den entsprechenden PET-Daten. Untersucht man eine Patientengruppe, so macht diese relative Effektsschwäche nichts aus, bei der Diagnostik eines individuellen Patienten kann sie aber kritisch sein.

Der weitere technische Fortschritt wird hoffentlich zur Stärkung der be-reits starken Seiten und zur Minderung der Nachteile dieser Methoden füh-ren. Zur Zeit ist wahrscheinlich die Kombination verschiedener Verfahren die beste Lösung. Doch wäre es ein Irrtum, zu denken, dass die Messung der elektrischen bzw. kernspintomographischen Indikatoren der Hirnaktivität als solche einen hohen diagnostischen Wert hat. Vielmehr sind die zielgerich-teten neuropsychologischen Testparadigmen von besonderer Wichtigkeit, welche für die Erfassung einzelner Erkenntnisfunktionen aufgebaut werden sollen und unter welchen jene hirnphysiologischen Maße (EKP, PET, fMRT) abgeleitet werden. Ein Beispiel dafür ist die hierarchische Beurtei-lung von Erkenntnisfunktionen mithilfe evozierter Potentiale (Neumann & Kotchoubey, 2004). Das andere Beispiel ist die erfolgreiche Anwendung der Vorstellungsinstruktionen bei fMRT-Messung (Owen et al, 2006), womit bei einer irrtümlich als „vegetativ“ diagnostizierten Patientin das Locked-in-Syndrom festgestellt werden konnte. Erst im Kontext der adäquaten Stimu-lationen und Instruktionen erhalten die physiologischen Maße ihre funk-tionelle Bedeutung, ohne diesen Kontext ist ihre Aussagekraft eher begrenzt.

Diese funktionelle Zielrichtung der notwendigen instrumentellen Metho-den, deren zwei Standbeine einerseits das durchdachte System neuropsycho-logischer Aufgaben, andererseits die Registrierung der Hirnaktivität unter


Abb. 9: Ein ALS-Patient im totalen Locked-in-Zustand wurde gebeten, bei jedem hohen Ton sich eine rasche Bewegung der rechten Hand vorzu-stellen, bei jedem tiefen Ton eine ebensolche Bewegung der linken Hand. Die Kurven im oberen Teil des Dia-gramms zeigen die EEG-Differenz zwischen dem linken minus rechten hand-motorischen Areal. Eine Ab-weichung nach oben ent-spricht also einer höheren Aktivierung des linken moto-rischen Kortex, eine Ab-weichung nach unten - des rechten motorischen Kortex. Offensichtlich folgte der Patient erfolgreich seiner An-weisung, d.h. er aktivierte

dasjenige kortikale Areal, das die entsprechende Handbewegung vorbereitet: das linke, wenn er sich eine Bewegung der rechten Hand vorstellte, und umgekehrt. Im unteren Teil werden zum Vergleich die Daten vom parietalen Kortex dargestellt, und es ist ersichtlich, daß sich der Effekt der Bewegungsintention nur auf die spezifischen motorischen Regionen beschränkt.

diesen Aufgaben sind, würde auch zur rehabilitativen Behandlung von LiS Patienten einen besseren Beitrag leisten. Wie bereits erwähnt, kann die Restitution der (in der Regel sekundären) kognitiven Störungen beim LiS Grundlage für die motorische Rehabilitation werden. Diese Rehabilitation entwickelt sich so zu sagen „top-down“. Deshalb beschränkt sich eine gute Diagnostik nicht auf den aktuellen Zustand, sondern schließt auch die Aus-sichten ein. Ein Beispiel dafür ist die oben erwähnte Studie von Cincotta (Cincotta et al, 1999), in dem die Wiederherstellung der MP eines Patienten bei seiner funktionellen Aktivierung durch aktive Bewegungsvorstellungen gezeigt wurde. Auch wir fanden bei einem Patienten im totalen Locked-in


Zustand (infolge der amyotrophen Lateralsklerose) elektrophysiologische Hinweise auf innere (mentale) Bewegungsausführung bei Bewegungsvor-stellungen (Kotchoubey et al, 2003; Abb. 9).

Schließlich stellt die moderne Technologie eine Gelegenheit dar, die räumliche Leistung der fMRT mit der zeitlichen Auflösung der ereignis-korrelierten Potentiale direkt zu verbinden, indem sie simultan registriert werden können. Es gibt bereits MR-fähige EEG-Verstärker, die auch unter den starken Magnetfeldern einer MR-Kabine ungestört funktionieren. Die Kombinierte EEG- und fMRT-Aufnahme vervollständigt das funktionelle Bild eines Patienten und öffnet das Fenster in sein „verschlossenes“ (locked-in) geistiges Leben. Danksagung Die Patienten auf der Abb. 8 sowie die Patientin B auf der Abb. 7 sind von Dr. M. Onofrij (Chieti, Italien). Der Patient auf Abb. 6 ist von Prof. N. Latronico (Brescia, Italien). Wir bedanken uns herzlich bei diesen Kollegen, die uns gerne und kostenlos die Daten ihrer Patienten zu Verfügung gestellt haben. Wir danken auch Herrn Dr. K.-H. Pantke, dessen CT in der Abb. 7 dargestellt ist. 3. Literatur Ackermann H, & Ziegler W: Akinetischer Mutismus - eine Literaturübersicht.

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Kontakt Prof. Boris Kotchoubey Institute of Medical Psychology and Behavioral Neurobiology

University of Tübingen, Gartenstr. 29, 72074 Tübingen GERMANY

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