Untersuchung der weißen Substanz nach hemisphärischer Läsion: Demaskiert die Hemisphärotomie das kontraläsionelle neuroplastische Potenzial?

Abstract

Einleitung: Frühkindliche hemisphärische Läsionen können sowohl in der ipsi- als auch in der kontraläsionellen Hemisphäre Degeneration und neuroplastische Reorganisation hervorrufen. Es wird vermutet, dass durch eine Läsion die physiologisch bestehende interhemisphärische Inhibition aus dem Gleichgewicht gebracht wird und infolge der reduzierten Erregbarkeit der läsionellen Hemisphäre eine kontraläsionelle Reorganisation auftreten kann. Eine Hemisphärotomie führt zu einer vollständigen Aufhebung der interhemisphärischen Inhibition und lässt annehmen, dass sie einen zusätzlichen Stimulus für eine kontraläsionelle Reorganisation bilden kann. Anzeichen neuronaler Reorganisation können mit aus der Diffusions-Tensor-Bildgebung (DTI) abgeleiteten Diffusivitätsparametern, wie der fraktionalen Anisotropie (FA), erfasst werden. Diese Studie zielt darauf ab, strukturelle Veränderungen der kontraläsionellen Hemisphäre durch die Ermittlung von FA-Unterschieden zwischen Patient*innen mit frühkindlichen Hirnläsionen mit und ohne Hemisphärotomie und Gesunden aufzudecken, und die Hemisphärotomie als Stimulus für eine kontraläsionelle Reorganisation zu prüfen. <br /> Methoden: Es wurden 51 Epilepsiepatient*innen mit frühkindlichen Hirnläsionen, von denen 30 als Ultima Ratio mit einer Hemisphärotomie behandelt wurden, und 43 gesunde Kontrollproband*innen im Gruppenvergleich auf FA Unterschiede untersucht. Für das gesamte Untersuchungskollektiv wurden T1-, T2- und DTI-Sequenzen an einem 3-Tesla-MRT-Gerät erhoben. Die Daten wurden mit FSL und TORTOISE vorverarbeitet und die FA mit FSLs Tract-Based Spatial Statistics (TBSS) analysiert. Einflüsse des Gruppenfaktors auf FA-Werte wurden mit einer Voxel-weisen ANCOVA geprüft und die Richtungen der FA-Unterschiede mit Zwei-Stichproben T-Tests identifiziert. <br /> Ergebnisse: Die ANCOVA zeigte signifikante Unterschiede der FA durch den Gruppenfaktor (p < 0,05). Die post-hoc T-Tests zeigten höhere FA-Werte in der kontraläsionellen Hemisphäre von Hemisphärotomie-Patient*innen im Vergleich zu Gesunden (p < 0,05, FWE-korrigiert). Die Patient*innengruppe ohne Operation zeigte im Gegensatz dazu niedrigere FA-Werte in der kontraläsionalen Hemisphäre im Vergleich zu Gesunden (p < 0,05, FWE-korrigiert). <br /> Schlussfolgerung: Die höheren FA-Werte bei Patient*innen nach Hemisphärotomie könnten Indikatoren eines neuroplastischen Umbaus sein, während die bei Patient*innen ohne Hemisphärotomie gefundenen niedrigeren FA-Werte Hinweise auf degenerative Prozesse geben. Diese Ergebnisse legen nahe, dass die Hemisphärotomie mit dem Wegfall der interhemisphärischen Inhibition als Stimulus für eine kontraläsionelle Reorganisation wirken und das kontraläsionelle neuroplastische Potenzial demaskieren kann.