Neurovaskuläre Kopplung

Unter Neurovaskulärer Kopplung (zusammengesetzt aus Neuron, Nervenzelle und Vasum, (Blut-)Gefäß) wird zweierlei verstanden: zum einen ein physiologischer Mechanismus des Gehirns, der vermutlich den Mehrbedarf des aktivierten Nervengewebes an Sauerstoff und Glukose durch lokale Steigerung des Blutflusses deckt; zum zweiten (und sachlich richtiger) die Zunutzemachung dieses Prinzips, um neuronale Aktivierung darstellbar zu machen.

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Funktionelle Bildgebung

Die Darstellung funktioneller Vorgänge im Gehirn ist in den letzten Jahren erheblich vorangeschritten. Solche Techniken können die spezifische Funktion der Organe selbst dokumentieren, während anatomisch-morphologische Verfahren wie CT und MRT nur die Struktur des lebenden Körpers zeigen. Für das Gehirn war die Messung der Aktivität lange Zeit auf elektrophysiologische Methoden (EEG) beschränkt. Neuere Verfahren machen sich hingegen zunutze, dass eine Aktivitätszunahme in einem konkreten Hirnareal, zum Beispiel bei Bewegung, Wahrnehmung oder auch bei kognitiven Leistungen eine umschriebene Blutflusszunahme in dieser Region bewirkt. Es gibt prinzipiell nuklearmedizinische, magnetresonanztomographische und optische Ansätze zur funktionellen Bildgebung des Gehirns. Als Standard hat sich die funktionelle MRT (fMRT) bewährt.

Hämodynamische Reaktion

Corticale Aktivierung führt mit einer Latenz von einigen Sekunden zu einer Zunahme des Blutflusses um 10-40%. Diese ist so ausgeprägt, dass der relative Sauerstoffgehalt des Blutes, die sogenannte Oxygenierung, zunimmt, obwohl auch die Stoffwechselleistung und damit der Sauerstoffverbrauch des betreffenden Nervengewebes ansteigt. Wie die Blutflussreaktion vermittelt wird, ist noch weitgehend unklar. Vermutet wird das Zusammenspiel mehrerer Faktoren: pH-Wert, Kaliumionen und Adenosin, um nur einige zu nennen. Einige neuere Modelle nehmen eine entscheidende Rolle der Neuroglia bei der Blutflussregulation an.

Literatur

• Roy CS, Sherrington CS: On the regulation of the blood supply of the brain. J Physiol Lond 11: 85-108, 1890.

Siehe auch

• Blutversorgung des Gehirns
• Funktionelle MRT, Blood Oxygen Level Dependency
• PET
• SPECT
• NIRS