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Titel: Veränderungen struktureller Konnektivität im Gehirn als intermediärer Phänotyp neurologischer Erkrankungen am Beispiel Tourette-Syndrom
Sonstige Titel: Altered topology of structural brain networks in patients with Gilles de la Tourette syndrome
Sprache: mehrsprachig
Autor*in: Schlemm, Eckhard
Schlagwörter: Tourette-Syndrom; Traktographie; Hirnstruktur; Netzwerk; Tourette syndrome; structural connectome; tractography; network neuroscience
GND-Schlagwörter: Neurologie; Kernspintomografie; Psychiatrie
Erscheinungsdatum: 2019
Tag der mündlichen Prüfung: 2020-02-17
Zusammenfassung: 
Das Gilles-de-la-Tourette-Syndrom (GTS) ist eine durch motorische und vokale Tics gekennzeichnete Entwicklungsstörung. Als Pathomechanismus werden Aktivitätsänderungen in den der Planung, Kontrolle und Ausführung zu Grunde liegenden Regelkreisen des kortiko-striato-thalamo-kortikalen Netzwerks sowie Störungen der dopaminergen Neurotransmission angenommen. Mittels Diffusions-Tensor-Bildgebung (DTI) und probabilistischer Traktographie wurden strukturelle Hirnnetzwerke in 13 erwachsenen GTS-Patienten rekonstruiert. Strukturelle Konnektivität und Netzwerktopologie wurden durch graphenheoretische Parameter charakterisiert und mit 13 gesunden altersgleichen Kontrollen verglichen. GTS-Patienten zeigten eine signifikant verminderte Konnektivität in rechtshemisphäriellen Netzwerken, deren lokale Topologie durch verminderte Knotenstärke, Effizienz und Clustering als Hinweis auf eine reduzierte Segregation zwischen funktionellen Teilnetzwerken charakterisiert waren. Global ergaben sich signifikant erhöhte Integrationsparameter in Gesamt- und rechtshemisphäriellen Teilkonnektomen der GTS-Patienten. Erhöhte globale Effizienz war vergesellschaftet mit dem YGTSS-Score als Maß für die Schwere der Tics (R = 0,63; p = 0,022). Die Ergebnisse weisen auf ein gestörtes Gleichgewicht zwischen globaler Integration und Segregation in rechtshemisphäriellen strukturellen Hirnnetzwerken von Patienten mit GTS hin. Dies kann ein Korrelat der zu Grunde liegenden Pathophysiologie gestörter neuronaler Entwicklung sein, oder ein Resultat adaptiver Neuroplastizität im Sinne kompensatorischer Mechanismen darstellen.

Gilles de la Tourette syndrome is a neurodevelopmental disorder characterized by tics. Abnormal neuronal circuits in a wide-spread structural and functional network involved in planning, execution and control of motor functions are thought to represent the underlying pathology. We therefore studied changes of structural brain networks in 13 adult GTS patients reconstructed by diffusion tensor imaging and probabilistic tractography. Structural connectivity and network topology were characterized by graph theoretical measures and compared to 13 age-matched controls. In GTS patients, significantly reduced connectivity was detected in right hemispheric networks. These were furthermore characterized by significantly reduced local graph parameters (local clustering, efficiency and strength) indicating decreased structural segregation of local subnetworks. Contrasting these results, whole brain and right hemispheric networks of GTS patients showed significantly increased normalized global efficiency indicating an overall increase of structural integration among distributed areas. Higher global efficiency was associated with tic severity (R = 0.63, p = 0.022) suggesting the clinical relevance of altered network topology. Our findings reflect an imbalance between structural integration and segregation in right hemispheric structural connectome of patients with GTS. These changes might be related to an underlying pathology of impaired neuronal development but could also indicate potential adaptive plasticity.
URL: https://ediss.sub.uni-hamburg.de/handle/ediss/6205
URN: urn:nbn:de:gbv:18-103056
Dokumenttyp: Dissertation
Betreuer*in: Thomalla, Götz (Prof. Dr.)
Enthalten in den Sammlungen:Elektronische Dissertationen und Habilitationen

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