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Zusammenfassung:
Die Exekutivfunktionen dienen als Kontrollfunktion bei der Absolvierung von jeglichen kognitiven Aufgaben und haben somit grundlegende alltägliche Relevanz. Bezüglich des neuroanatomischen Ursprungs der Exekutivfunktionen und auch der Verarbeitungsgeschwindigkeit existierte in der Literatur lange Zeit die Auffassung, dass allein der Frontallappen dafür verantwortlich sei. Jedoch haben mit der Zeit immer mehr Studien dieser Auffassung widersprochen und auch andere Hirnareale aufgeführt, die relevant für die kognitiven Funktionen sind. In dieser Arbeit nutzen wir den Trail Making Test, dessen Teil A ein Indikator für die Verarbeitungsgeschwindigkeit ist und dessen Teil B gemeinsam mit der TMT-Differenz die Exekutivfunktionen widerspiegelt. In vielen frühen Studien wurde die Leistung im Trail Making Test mit der Funktion des Frontallappens gleichgesetzt. Mittels diverser hirnmorphometrischer Verfahren wollen wir untersuchen, ob insbesondere mit den Exekutivfunktionen umschriebene kortikale Areale assoziiert sind und ob wir Veränderungen in Form eines kortikalen Netzwerks darstellen können. Unsere Studienkohorte bestand aus 681 gesunden Probanden von 18 bis 65 Jahren, mit denen wir MRT-Messungen sowie eine neuropsychologische Untersuchung mithilfe des Trail Making Tests durchführten. Wir akquirierten T1- Bilder mit denen wir im Anschluss voxelbasierte und oberflächenbasierte Analysen durchführten, sowie diffusionsgewichtete Bilder von 633 unserer Probanden, welche den Analysen der Ausrichtung der weißen Substanz dienten. Zunächst führten wir mithilfe von SPM und der CAT12-Toolbox Analysen der grauen Substanz hinsichtlich Volumen, kortikaler Dicke und Gyrifizierung durch. Zusätzlich erfolgte die Berechnung der FA-Werte bestimmter Fasertrakte durch FSL zur Darstellung der Integrität der weißen Substanz. Als statistisches Modell nutzten wir eine multiple Regression und führten eine Korrektur für multiples Testen mittels FDR- bzw. FWE-Korrektur durch. Anhand unserer Testergebnisse ließ sich eine zunehmende Bearbeitungszeit mit steigendem Alter erkennen. Weder für die voxelbasierten Analysen, noch für die Untersuchungen bezüglich der Gyrifizierung ergaben sich signifikante Ergebnisse. Die Bearbeitungszeit des TMT-B zeigte eine positive Korrelation mit der kortikalen Dicke in temporalen, parietalen und frontalen Arealen, was bedeutet, dass ein dünnerer Kortex mit einer besseren Testleistung assoziiert ist. Die Diffusionstensor-Bildgebung ergab diverse negative Korrelationen mit der Bearbeitungszeit des TMT-A in multiplen Fasertrakten beider Hemisphären, sowie in interhemisphärischen Verbindungen. Somit zeigte sich eine verstärkte Ausrichtung der Fasertrakte bei besserer Testleistung. Für die Bearbeitungszeit des TMT-B zeigte sich ebenfalls eine negative Korrelation projiziert auf die vordere Thalamusstrahlung und den Fasciculus longitudinalis superior der rechten Hemisphäre. Zusätzlich korrelierte die Diffusionstensor-Bildgebung im Forceps major und minor negativ mit der TMT-Differenz. Unsere Ergebnisse widerlegen die Auffassung, dass der Trail Making Test ausschließlich die Funktion des Frontallappens darstellt. Wir stellten eine ausgeprägtere Ausrichtung diverser Fasern der weißen Substanz in Abhängigkeit mit dem TMT-A und somit der Verarbeitungsgeschwindigkeit fest, was sich mit der bestehenden Theorie eines Netzwerksmodells deckt. Die Exekutivfunktionen, die durch den TMT-B und die TMT-Differenz erfasst werden, bildeten ebenfalls ein rechtshemisphärisches Netzwerk zwischen frontalen, parietalen, temporalen und striatalen Anteilen, sowie interhemisphärischen Verbindungen. Dies entspricht einer Kombination aus den bekannten frontoparietalen und -striatalen Kontrollnetzwerken, was die Hypothese stärkt, dass die Exekutivfunktionen als neuroanatomisches Korrelat eher einem Netzwerk entsprechen als explizit dem Frontallappen zuzuordnen sind. Weitere Untersuchungen speziell des Parietallappens und der vorliegenden Lateralisation wären für zukünftige Studien interessant.

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