„Peak Quality Maps“ für Gruppenergebnisse basierend auf funktioneller Magnetresonanztomographie

Die Interpretation von lokalen Maxima („peaks“) und deren statistischer Signifikanz in Gruppenaktivierungskarten bildet die Grundlage einer Vielzahl von Studien, die mittels funktioneller Magnetresonanztomographie (fMRT) Korrelate neuronaler Aktivität beim Menschen untersuchen. Ein Nachteil konventioneller Auswertungen von fMRT Daten auf dem Gruppenniveau besteht darin, dass sich nur eingeschränkt Information darüber ableiten lässt, wie viele der einzelnen Versuchpersonen zu den Gruppenergebnissen korrespondierenden Aktivierungspeaks zeigen. Auf diesem Hintergrund haben wir eine nach unserem Wissen neue Auswertungs- und Darstellungsart für fMRT Gruppenergebnisse entwickelt, die Information über die inter-individuelle Reproduzierbarkeit von Aktivierungpeaks quantifiziert („Peak Quality Maps“). BOLD-Signale wurden bei 13 gesunden Probanden in einem 3 T Scanner während einer visuomotorischen Aufgabe gemessen und sowohl mittels konventioneller voxel-basierter Methoden als auch mittels Peak Quality Maps analysiert. Wir zeigen, dass Peak Quality Maps zusätzliche Information zu den konventionellen Gruppenergebnissen liefern können. So können peaks mit relativ geringer Signifikanz eine deutlich höhere inter-individuelle örtliche Reproduzierbarkeit (d.h. höhere Werte in der Peak Quality Map) aufweisen als peaks mit vergleichsweise höherer Signifikanz in der konventionellen Darstellung. In einem weiteren Schritt haben wir die inter-individuelle Reproduzierbarkeit der anatomischen Zuordnung der peaks der Aktivierungskarten der einzelnen Versuchpersonen als zusätzliches Peak-Qualitätskriterium in die Betrachtung einbezogen. Häufig waren – über die 13 Versuchpersonen hinweg – peaks in mehreren unterschiedlichen anatomischen Arealen bei der Bildung eines einzelnen peaks in den Gruppenergebnissen beteiligt. Andere Gruppenpeaks hatten demgegenüber korrespondierende peaks mit identischer anatomischer Zuordnung in allen, bzw. nahezu allen individuellen Aktivierungskarten. Zusammenfassend stellen die hier eingeführten Maße für die peak-Qualität einen Ansatz dar, der zu einer besseren Einschätzung der Aussagekraft von fMRT-Gruppenergebnissen führen könnte.

Supported by BMBF (Grant 01GQ0420 to BCCN-Freiburg).