Neurovaskuläre Kopplung

Die Neurovaskuläre Kopplung (zusammengesetzt aus griechisch neũron, Nervenzelle und lateinisch vas, (Blut-)Gefäß) ist ein physiologischer Mechanismus zur Regulierung der Blutversorgung des Gehirns, um den Mehrbedarf des aktivierten Nervengewebes an Sauerstoff und Glukose durch lokale Steigerung des Blutflusses zu decken; dieser Mechanismus kann für die Darstellung neuronaler Aktivität genutzt werden.

Hämodynamische Reaktion

Kortikale 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, wie zum Beispiel pH-Wert, Kaliumionen und Adenosin. Einige neuere Modelle nehmen eine entscheidende Rolle der Neuroglia bei der Blutflussregulation an.^[1][2]

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 nuklearmedizinische (PET, SPECT), magnetresonanztomographische und optische (NIRS) Ansätze zur funktionellen Bildgebung des Gehirns. Als Standard hat sich die funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT) auf Basis des sauerstoffsättigungsabhängigen BOLD-Kontrasts bewährt.

Literatur

• Roy CS, Sherrington CS: On the regulation of the blood-supply of the brain. In: J Physiol Lond. Bd. 11, Nr. 1–2, 1890, S. 85–108, PMID 16991945 (Online-Artikel).
• Rosengarten B, Kaps M: Kombinierte EEG- und Doppler-Methode zur Bestimmung der neurovaskulären Kopplung am visuellen Kortex des Menschen. In: Klin Neurophysiol. Bd. 38, Nr. 2, 2007, S. 128–135, doi:10.1055/s-2007-977729.

Einzelnachweise

1. ↑ Rosengarten B, Gerriets T, Stolz E: Funktionelle Dopplersonographie. In: Kaps M, von Reutern GM, Stolz E, von Büdingen HJ (Hrsg.): Ultraschall in der Neurologie. 2. Auflage. Thieme, Stuttgart 2005, ISBN 3-13-136772-5, Kap. 13.1, S. 184 (Eingeschränkte Vorschau in der Google Buchsuche).
2. ↑ Sommer T: Neuroimaging: neuro-bildgebende Verfahren. In: Hermey G, Mahlke C, Schwake M, Sommer T (Hrsg.): Der Experimentator: Neurowissenschaften. 1. Auflage. Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg 2011, ISBN 978-3-8274-2368-9, S. 241–242 (Eingeschränkte Vorschau in der Google Buchsuche).