Die Ontogenese des Rindergehirnes (Bos taurus) : eine Darstellung mit Hilfe der Magnet-Resonanz-Tomographie (MRT) und der Magnet-Resonanz-Mikroskopie (MRM)

Abstract

In der vorliegenden Arbeit wird zum ersten Mal die morphologische Entwicklung des Gehirnsdes Hausrindes (Bos taurus) mit Hilfe der Magnet-Resonanz-Tomographie und der Magnet-Resonanz-Mikroskopie untersucht. Neben Schnittbildern mit erstaunlich hoher Auflösung und gutem Kontrast, in welchen die Entwicklung inneren Strukturen sichtbar gemacht werden konnten, werden dreidimensionale Modelle der Gehirne von 9 Rinderembryonen und -fetenerstellt, welche zu vergleichenden Betrachtungen mit anderen Spezies, im besonderen den Waltieren (Cetaceen) herangezogen wurden. Als charakteristische Merkmale der Entwicklung des Rindergehirnes fällt vor allem die frühzeitige starke Massententfaltung von Telencephalon und Mesencephalon auf. Die Brachyencephalie und eventuelle Ansätze eines Telescoping stellen eine Grundlage für weitere morphologische Vergleiche zwischen Boviden und Cetaceen dar. Die Möglichkeiten und Grenzen der Magnet-Resonanz-Technologie für die morphologische Forschung und richtungsweisende Sequenzentwicklungen für die Untersuchung Formalinfixierter Präparate werden aufgezeigt. Gegenüber den etablierten histologischen Techniken zur Darstellung von Hirngewebe pränataler Rinder ist die MR-Technologie noch sehr verbesserungswürdig. Vor allen Dingen Tomographen mit Magnetfeldern von 1,5 Tesla weisen hinsichtlich der Auflösung von Strukturen unter 1 cm deutliche Einschränkungen auf. Die Darstellung von determinierten Zellgruppen ist in diesem Feldbereich auch bei langen Aufnahmezeiten nicht möglich. Mit Hilfe der agnetresonanz-Mikroskopie gelingt hingegen eine überzeugende Darstellung von einzelnen Zellpopulationen, die durch die Entwicklung von speziellen Sequenzen sicher noch verbessert werden kann. Bei der dreidimensionalen Darstellung von Schnittbildern können allerdings beide Techniken durch eine hoheGenauigkeit bei der 3D-Rekonstruktion neuronaler Strukturen bei wesentlich geringerem Arbeits- und Zeitaufwand überzeugen. 3D Modelle können auf der Basis von MR-Bildern wesentlich schneller und einfacher erstellt werden als mit histologischen Bildern. Im Zusammenhang mit der Dokumentation der Morphogenese des Gehirns des Hausrindes werden darüber hinaus auch Ursachen für die Veränderungen der MR-Signalintensität und damit des Bildkontrastes durch die Fixation der Gehirne mit Formalin diskutiert. In this study, we examined the morphogenesis of the bovine brain with magnetic-resonanceimaging and magnetic-resonance-microscopy (mrm). Mrm produces impressing pictures of delicate internal structures with amazing spatial resolution. Based on these pictures three dimensional volume rendered models of nine bovine embryos and fetuses were reconstructed.The morphogenesis of the central nervous system of cattle was briefly compared with other mammalian species, especially with whales. A striking feature of in the ontogeny of the bovine brain is the massive growth of the telencephalon and mesencephalon beginning in late embryonic stages. Brachyencephaly and first signs of a telescoping are the base for furthermorphologic comparisons between bovines and cetaceans. The benefit of mri for morphologic research and the development of mri-sequences for the examination of formalin fixed specimen are demonstrated. Imaging with 1.5 T scanners can not provide sufficient spatial resolution beneath 1 cm, especially the determination of cellpopulations can not be accomplished yet. MR-microscopy though, offers persuasive pictures of determined cell groups. Natural volume rendered models can be created fast and easily on the base of mri- and mrm-generated pictures. These technique can substitute volume rendering on the base of histological pictures. Possible underlying causes for the changes in signal intensity are discussed.