Hannes M. Wiesner
Forschungsinteressen
Erhöhte Sauerstoffanreicherung im zerebralen Blut ist die Grundlage für Signalanstiege des BOLD Signals in fMRI. Ich interessiere mich hierbei für die Frage wie der Energieverbrauch mit der zugrundeliegenden Aktivität von Nerven- und Gliazellen zusammenhängt.
In einem Projekt mit Dr. Kamil Uludag untersuchen wir mit mehreren Methoden den Sauerstoffverbrauch in Hirngewebe von Tieren und Menschen durch 17-O Magnetresonanztomographie, fMRI und Arterial Spin Labeling. Durch eine Klärung der Relevanz des aeroben Metabolismus für neurale Aktivität, als effizientester energieliefernder Prozess der Biochemie, können neue Einsichten in die Physiologie von neuronalen Netzwerken gewonnen werden.
Weitergehende Literatur zum Forschungsgebiet findet sich
| Projekt: 17-O MR-Bildgebung des Sauerstoffverbrauchs |
Erhöhte neurale Aktivität steigert den zerebralen Blutfluß (CBF) im Hirngewebe, induziert einen Anstieg des Glukoseverbrauchs sowie Veränderungen in der Sauerstoffverbrauchsrate (CMRO2). Zur Untersuchung der Hirnaktivität stellen diese Mechanismen des BOLD-Signals (blood oxygenation level dependent) in der funktionellen Magnetresonanztomographie (fMRT) dar. Dieses Projekt widmet sich dem Anteil des Sauerstoffverbrauchs an Hirnaktivität durch Verwendung von 17-O. Man geht davon aus, das erhöhte neurale Aktivität den Sauerstoffverbrauch steigert, obwohl Messungen mittels Positronen-Emissions Tomographie (PET) hier keine eindeutige Bestätigung geben konnten (u.a. durch Grenzen in der räumlichen Auflösung und methodische Einschränkungen). Auch aus diesem Grund ist der kausale Zusammenhang zwischen neuraler Aktivität, der vaskulären Antwort und dem Sauerstoffverbrauch noch nicht vollständig entschlüsselt. Insbesondere während längerer neuraler Aktivität und bei unterschiedlichen Stimuli fehlt die Reproduzierbarkeit der Sauerstoffverbrauchsmessungen durch PET. Durch Verwendung des in der Natur seltenen, stabilen Sauerstoff Isotops 17-O ist es möglich den Sauerstoffverbrauch im Gehirn mittels Magnetresonanz abzubilden. Der Ansatz ist dabei zwar ähnlich zur PET-Methodik, jedoch ist das Verfahren teilweise deutlich besser in der Auflösung und auf der physiologischen Ebene von Mitochondrien spezifischer: nur metabolisches 17-O Wasser ist sichtbar in MR. Die Messung des Sauerstoffverbrauchs anhand von 17-O erfordert sehr hohe Magnetfeldstärken im Bereich von 9.4 bis 16.4 Tesla da das Isotop bei geringeren Feldstärken kaum detektierbar ist. Mit spezieller MR-Ausstattung und theoretischen Modellen die in diesem Projekt entwickelt werden, rückt die Realisierbarkeit von höher auflösenden Bildgebungsverfahren des Sauerstoffverbrauchs und hoher Reproduzierbarkeit in greifbare Nähe. Dies eröffnet neue Möglichkeiten die zugrunde liegenden Mechanismen der Koppelung zwischen der Sauerstoffverbrauchsrate und dem BOLD-Kontrast zu erklären. Weitergehende Literatur zum Thema findet sich unter: |
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Vita
Curriculum Vitae
Bildung
2000-2003 Dipl.Ing.(BA) in Informationstechnik an der mit Doppelabschluß als B.Sc.(hons) in Engineering der , UK.
2004-2005 M.Sc. in Cognitive Science and Natural Language, Spezialisierung Neuroinformatics and Neural Computation der , UK.
ab 2006 Doktorand am , Tübingen in der Abteilung von Prof. Scheffler
Arbeitserfahrungen
2003-2004 Software-Entwickler und Berater der
2006 Praktikum am , Leipzig in der Gruppe von .