Funktionelle Magnetresonanztomographie in der psychopathologischen Forschung

Abstract

Mental disorders are characterised by psychopathological symptoms which correspond to functional brain states. Functional magnetic resonance imaging (fMRI) is used for the non-invasive study of cerebral activation patterns in man. First of all, the neurobiological principles and presuppositions of the method are outlined. Results from the Heidelberg imaging lab on several simple sensorimotor tasks as well as higher cognitive functions, such as working and semantic memory, are then presented. Thereafter, results from preliminary fMRI studies of psychopathological symptoms are discussed, with emphasis on hallucinations, psychomotoric phenomena, emotions, as well as obsessions and compulsions. Functional MRI is limited by the physics underlying the method, as well as by practical constraints regarding its use in conjunction with mentally ill patients. Within this framework, the problems of signal-to-noise ratio, data analysis strategies, motion correction, and neurovascular coupling are considered. Because of the rapid development of the field of fMRI, maps of higher cognitive functions and their respective pathology seem to be coming within easy reach.

Zusammenfassung

Psychiatrische Krankheitsbilder sind durch psychopathologische Symptome charakterisiert, denen funktionelle zentralnervöse Zustände entsprechen. Die funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT) wird seit wenigen Jahren zur nichtinvasiven Abbildung zerebraler Aktivierungsmuster beim Menschen eingesetzt. Nach einer Darstellung der neurobiologischen Grundlagen und Voraussetzungen der Methode werden die Ergebnisse unserer Arbeitsgruppe zu einer Reihe elementarer sensomotorischer Leistungen und höherer kognitiver Funktionen wie Arbeitsgedächtnis und semantische Repräsentationen referiert. Hieran schließt sich eine Diskussion der vorläufigen Ergebnisse von fMRT-Studien im psychopathologischen Kontext, wobei Halluzinationen, Psychomotorik, Emotionen und Zwang paradigmatisch für den gesamten Bereich psychiatrischer Phänomenologie stehen. Die Methodik der fMRT hat bestimmte physikalische Grenzen und wirft praktische Probleme auf, die beim Einsatz in der Psychiatrie zu berücksichtigen sind. Zu diesen Problembereichen gehören der Signalrauschabstand, die Methodik der Datenanalyse, die Bewegungsartefaktkontrolle und ein besseres Verständnis der neurovaskulären Kopplung. Aufgrund der raschen Entwicklung des Forschungsfeldes rückt die Kartierung höherer geistiger Leistungen und deren Pathologie in greifbare Nähe.