VVB VVB LAUFERSWEILER VERLAG STAUFENBERGRING 15 D-35396 GIESSEN Tel: 0641-5599888 Fax: -5599890 redaktion@doktorverlag.de www.doktorverlag.de VVB LAUFERSWEILER VERLAG édition scientifique 9 7 8 3 8 3 5 9 7 1 7 4 5 ISBN: 978 3 8359 7174 5- - - - CAROLA KNEMEYER Darstellung der Anatomie des Gehirns des Pferdes mit der Magnetresonanztomographie Inaugural-Dissertation zur Erlangung des Grades eines Dr. med. vet. beim Fachbereich Veterinärmedizin der Justus-Liebig-Universität Gießen VVB VVB LAUFERSWEILER VERLAG édition scientifique Photos and graphics cover: © Authores C A R O LA K N E M E Y E R M R T -A T LA S D E S P FE R D E G E H IR N S Roter Kubus +1,5 mm pro Seite Cover-Format: A5 SOFT: 302 + Rücken x 216 Aufzentrierung bei BIZ-Soft geklebt: auf den links angesetzten gelben Balken (ohne Verschiebung nach rechts)! + 3mm Rand Rückenbreite, exakt wie von BIZ berechnet. Der Rücken wird (wenn vom Binder getroffen) im Druck exakt wie berechnet breit! Das Werk ist in allen seinen Teilen urheberrechtlich geschützt. Die rechtliche Verantwortung für den gesamten Inhalt dieses ��Buches liegt ausschließlich bei de� Autor�� dieses Werkes. édition scientifique Klinikum Veterinärmedizin Klinik für Kleintiere - Neurochirurgie Neuroradiologie und klinische Neurologie der Justus-Liebig-Universität Gießen Betreuer: Prof. Dr. Martin J. Schmidt Darstellung der Anatomie des Gehirns des Pferdes mit der Magnetresonanztomographie INAUGURAL-DISSERTATION zur Erlangung des Grades eines Dr. med. vet. beim Fachbereich Veterinärmedizin der Justus-Liebig-Universität Gießen eingereicht von Carola Knemeyer Tierärztin aus Gladbeck Gießen 2024 Mit Genehmigung des Fachbereichs Veterinärmedizin der Justus-Liebig-Universität Gießen Dekan: Prof. Dr. Dr. Stefan Arnhold Gutachter: Prof. Dr. Martin Schmidt Prof. Dr. Monika Kressin Prof. Dr. Christiane Herden Tag der Disputation: 18.01.2024 Meinen Eltern Inhaltsverzeichnis I Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis………………………………………………………………………..…I Abkürzungsverzeichnis…………………………………………………………………...III 1 Einleitung ........................................................................................................... 1 2 Literaturübersicht.............................................................................................. 2 2.1 Morphologie des Pferdegehirns................................................................ 2 2.2 Die Untersuchung des Pferdegehirns mit Hilfe der Magnetresonanztomographie (MRT) ........................................................ 5 2.3 Magnetresonanztomographie (MRT) ........................................................ 7 2.3.1 Prinzip der Magnetresonanztomographie, Spin und Präzession........... 7 2.3.2 Longitudinalmagnetisierung .................................................................. 9 2.3.3 HF-Impuls, Resonanz und Transversalmagnetisierung ........................ 9 2.3.4 Longitudinal- und Transversalrelaxation ............................................. 10 2.3.5 T1-Relaxation, Longitudinalrelaxation (Spin-Gitter-Wechselwirkung) . 11 2.3.6 T2-Relaxation, Transversalrelaxation (Spin-Spin-Wechselwirkung).... 12 2.3.7 Technischer Aufbau eines Magnetresonanztomographen .................. 12 2.3.8 Magnet ................................................................................................ 12 2.3.9 Gradientensystem ............................................................................... 14 2.3.10 Hochfrequenzsystem .......................................................................... 14 2.3.11 Sende- und Empfangsspulen .............................................................. 15 2.3.12 Grundlagen der Entstehung eines MRT-Bildes ................................... 15 2.4 Altersschätzung beim Pferd.................................................................... 22 3 Material und Methoden ................................................................................... 24 3.1 Studienpopulation.................................................................................... 24 3.2 MRT-Aufnahmen....................................................................................... 25 3.2.1 Bildbearbeitung ................................................................................... 27 3.3 Histologie-Schnitte................................................................................... 29 4 Ergebnisse ....................................................................................................... 30 4.1 Lokalisation morphologischer Strukturen des equinen Gehirns in der MRT und Histologie ..................................................................................... 31 II 4.2 Beschreibung der Morphologie des Pferdegehirns .............................. 81 4.2.1 Telencephalon..................................................................................... 81 4.2.2 Diencephalon ...................................................................................... 88 4.2.3 Mesencephalon................................................................................... 92 4.2.4 Metencephalon.................................................................................... 94 5 Diskussion ....................................................................................................... 99 6 Zusammenfassung........................................................................................ 106 7 Summary ........................................................................................................ 107 8 Literaturverzeichnis ...................................................................................... 108 Inhaltsverzeichnis Abkürzungsverzeichnis III Abkürzungsverzeichnis 3 Ventriculus tertius 3D dreidimensional 4 Ventriculus quartus ab Corpus amygdaloideum acc Arteria corporis callosi aci Arteria carotis interna acn Nucleus accumbens ah Adenohypophyse alv Alveus amb Nucleus ambiguus ans Lobulus ansiformis Ans Sulcus ansatus ansl Ansa lenticularis aq Aquaeductus mesencephali are Area entorhinalis bcc Brachium colliculi caudalis bcr Brachium colliculi rostralis boc Os basilare bsa Arteria basilaris bsp Os basisphenoidale C Canini CA1 Cornu ammonis Feld 1 CA2 Cornu ammonis Feld 2 CA3 Cornu ammonis Feld 3 CA4 Cornu ammonis Feld 4 cam Cornu ammonis cc Corpus callosum cca Arteria cerebri caudalis ccba Arteria cerebelli caudalis ccc Commissura colliculi caudalis ccd Commissura caudalis ccma Arteria communicans caudalis ccp Pedunculus cerebellaris caudalis ccr Commissura colliculi rostralis cdc Colliculus caudalis cec Canalis centralis cf Columna fornicis cfo Corpus fornicis cgs Substantia grisea centralis cha Commissura habenularum cho Chiasma opticum chp Plexus choroideus cig Gyrus cinguli cin Cingulum cl Lobulus centralis cla Claustrum cmf Commissura fornicis Abkürzungsverzeichnis IV cn Nucleus caudatus cor Gyrus coronalis Cor Sulcus coronalis crc Crus cerebri crt Tractus cerebello-rubro-thalamicus Cru Sulcus cruciatus cso Commissura supraoptica cst Tractus corticospinalis ctt Tractus tegmentalis centralis cu Culmen cun Nucleus cuneatus cvs Sinus cavernosus dbb Stria diagonalis (diagonales Band von Broca) dcml Decussatio lemniscorum medialis dctb Decussatio trapezoideum de Declive vermis df Fascia dentata dg Gyrus dentatus Dia Sulcus diagonalis (Neocortex) Dias Sulcus diagonalis (basales Vorderhirn) dpy Decussatio pyramidalis drp Decussatio pedunculorum cerebellarium rostralium dtd Decussatio tegmentalis dorsalis dtn Decussatio nervorum trochlearium ec Capsula externa ecs Gyrus ectosylvius Ecs Sulcus ectosylvius Ectg Sulcus ectogenualis ectg Gyrus ectogenualis ectm Gyrus ectomarginalis Ectm Sulcus ectomarginalis Eng Sulcus endogenualis enm Gyrus endomarginalis Enm Sulcus endomarginalis Enrh Sulcus endorhinalis Ensp Sulcus endosplenialis Espl Sulcus ectosplenialis ex Capsula extrema fh Fimbria hippocampi Flc Fissura longitudinalis cerebri fld Fasciculus longitudinalis dorsalis flm Fasciculus longitudinalis medialis flo Flocculus flv Fasciculus longitudinalis ventralis fmi Forceps minor fmt Fasciculus mamillo-thalamicus fo Fornix fol Folium vermis fom Forceps major Abkürzungsverzeichnis V fos Fibrae olfacto-septalis FOV Field-of-View Fp Fissura prima fpaf Fissura parafloccularis Fpc Fissura praeculminata Fs Fissura secunda fsc Fasciculus subcallosus fte Fasciculus tegmenti ftp Fibrae transversae pontis gcc Genu corporis callosi gen Gyrus genualis Gen Sulcus genualis gg Ganglion trigeminale gnf Genu nervi facialis gp Globus pallidus gra Nucleus gracilis H1 Fasciculus thalamicus H2 Fasciculus lenticularis ha Habenulae han Nuclei habenulares HF Hochfrequenz hf Fissura hippocampi hip Hippocampus proper hit Tractus habenulo-interpeduncularis hs Sulcus hypothalamicus hyp Hypothalamus hypn Nucleus nervi hypoglossi I Incisivi ic Capsula interna icl Insulae callejae icrs Sulcus intercruralis icvs Sinus intercavernosus II Nervus opticus III Nervus oculomotorius IV Nervus trochlearis inf Pars infundibularis ins Cortex insularis ipd Nucleus interpeduncularis ir Recessus infundibularis ita Adhaesio interthalamica k-Raum Ortsfrequenzraum lal Lemniscus lateralis lgb Corpus geniculatum laterale li Lingula vermis lme Lamina medullaris externa lmi Lamina medullaris interna Lms Sulcus mesencephalicus lateralis log Gyrus olfactorius lateralis lot Tractus olfactorius lateralis Abkürzungsverzeichnis VI lt Lamina terminalis lv Ventriculus lateralis M Molaren man Nervus mandibularis mar Gyrus marginalis Mar Sulcus marginalis max Nervus maxillaris mb Corpus mamillare mca Arteria cerebralis medialis mcp Pedunculus cerebellaris medialis mgb Corpus geniculatum mediale MHz Megahertz ml Lemniscus medialis mot Tractus olfactorius medialis MRT Magnetresonanztomographie Ms Millisekunden mtn Nucleus motorius nervi trigemini nab Nucleus nervi abducentis nad Nucleus anterior dorsalis thalami nca Nucleus compactus centralis ncd Nucleus cochlearis dorsalis ncv Nucleus cochlearis ventralis nd Nucleus dentatus ndct Nucleus dorsalis corpus trapezoidei nf Nucleus fastigii nfl Nucleus fasciculi lateralis nh Neurohypophyse nII Nucleus lemnisci lateralis nip Nucleus interpositus nmt Nucleus mesencephalicus nervi trigemini nnf Nucleus nervi facialis no Nodulus vermis nom Nucleus nervi oculomotorii npo Nuclei pontis nrm Nucleus raphe medianus nrt Nucleus reticularis thalami nsol Nucleus tractus solitarii nto Nucleus nervus trochlearis ntsn Nucleus tractus spinalis nervi trigemini nvl Nuclei vestibulares laterales nvm Nucleus vestibularis medialis ob Bulbus olfactorius obl Gyrus obliquus Obl Sulcus obliquus obx Obex olf Filae olfactoriae oli Nucleus olivaris caudalis olr Recessus olfactorius Ols Sulcus olfactorius Abkürzungsverzeichnis VII op Pedunculus olfactorius opth Nervus ophthalmicus or Radiatio optica ot Tractus opticus otb Tuberculum olfactorium P Prämolaren paf Paraflocculus pb Glandula pinealis pcm Pedunculus corporis mamillaris pdt Pedunculus thalami PDw Protonendichte-gewichtetes Bild pfc Cortex piriformis pfs Substantia perforata pg Glandula pituitaria phg Gyrus parahippocampalis pir Lobus piriformis pml Lobulus paramedianus po Pons poa Area praeoptica pocr Gyrus postcruciatus ppd Nuclei parapedunculares prcr Gyrus praecruciatus prpc Cortex praepiriformis prr Gyrus proreus Prr Sulcus proreus prs Präsubiculum Prs Sulcus praesylvius psi Pars intermedia glandulae pituitariae pta Area praetectalis pul Pulvinar put Putamen py Pyramis vermis pyr Tractus pyramidalis qdr Lobulus quadrangularis rc Commissura rostralis rca Arteria cerebri rostralis rcba Arteria cerebellaris rostralis rcc Radiatio corporis callosi rccl Rostrum corporis callosi rcma Arteria communicans rostralis rcp Pedunculus cerebellaris rostralis rf Formatio reticularis Rfi Fissura rhinalis lateralis rmt Radix motoria nervi trigemini rn Nucleus ruber rnf Radix nervi facialis roc Colliculus rostralis rpi Recessus pinealis rsn Radix sensoria nervi trigemini Abkürzungsverzeichnis VIII rst Tractus rubrospinalis SNR Signal-zu-Rauschverhältnis scc Splenium corporis callosi scg Gyrus subcallosus Scl Sulcus corporis callosi scmo Organum subcommissurale scn Nucleus supracommissuralis Sgs Sulcus sagittalis sl Nuclei septales laterales slm Sulcus limitans slu Gyrus semilunaris sm Nuclei septales mediales smt Stria medullaris thalami sn Nuclei septales snr Substantia nigra snrc Substantia nigra pars compacta snrr Substantia nigra pars reticulata solt Tractus solitarius spe Septum pellucidum Spl Sulcus splenialis Spm Sulcus paramedianus Sre Sinus rectus ssg Gyrus suprasylvius Sspl Sulcus suprasplenialis Sss Sulcus suprasylvius stn Nucleus subthalamicus sto Stratum opticum colliculi rostralis stra Ramus striatus arteriae cerebri mediae stse Stratum sagittale externum stsi Stratum sagittale internum stt Stria terminalis sub Subiculum Syl Fissura sylvii syl Gyrus sylvius T Tesla T1w T1-gewichtete Bilder T2w T2-gewichtete Bilder Tab. Tabelle tac Tuberculum acusticum tb Corpus trapezoideum TE Echozeit tfp Fibrae transversae pontis th Thalamus tmnt Tractus mesencephalicus nervi trigemini TR Repetitionszeit trcn Nucleus trochlearis trvs Sinus transversus tsnt Tractus spinalis nervi trigemini tu Tuber vermis Abkürzungsverzeichnis IX uv Uvula vermis V Nervus trigeminus vagn Nucleus nervi vagi ver Vermis VI Nervus abducens VII Nervus facialis VIII Nervus vestibulocochlearis vst Tractus vestibulospinalis vtc Commissura tegmentalis ventralis vtd Decussatio tegmentalis ventralis X Nervus vagus XII Nervus hypoglossus zi Zona incerta Einleitung 1 1 Einleitung Die Magnetresonanztomographie (MRT) ist sowohl in der Humanmedizin als auch in der Tiermedizin aufgrund ihres ausgezeichneten Weichteilkontrasts nicht nur die Technologie der Wahl zur Diagnostik intrazerebraler Erkrankungen, sondern sie eignet sich mit zunehmender Verbesserung der Geräte auch für die detaillierte Darstellung anderer neuronaler Strukturen, wie z.B. die Darstellung der Gehirnnerven und ihrer Abgänge, des Rückenmarks und peripherer Nervenverläufe, sowie durch die Entwicklung innovativer Sequenzen für die Darstellung unterschiedlicher Gehirnfunktionen und metabolischer Abläufe (Funktionelle Magnetresonanzomographie, fMRT). Durch die Anpassung der Scanner Hardware und der Lagerungstechnik an die Größe der Tiere ist die MRT heute ein weit verbreitetes bildgebendes Verfahren, das aus der Lahmheitsdiagnostik und der Aufarbeitung neurologischer Erkrankungen bei Pferden nicht mehr wegzudenken ist. Anders als bei Kleintieren hat die Beschreibung des Gehirns der Pferde für die MRT- Anwendung nicht mit der Entwicklung der Hardware Schritt gehalten. In der vorliegenden Arbeit soll daher mit Hilfe der MRT das physiologische Gehirn mit seinen anhängenden Strukturen beim Pferd dargestellt und beschrieben werden. Literaturübersicht 2 2 Literaturübersicht 2.1 Morphologie des Pferdegehirns Studien über die Morphologie des Zentralnervensystems (ZNS) beim Pferd stammen zumeist aus dem ausgehenden 19. und Beginn des 20. Jahrhunderts. Die Erforschung der Gehirnstruktur von Huftieren diente dabei in erster Linie zum Vergleich mit der Gehirnanatomie des Menschen, mit der Absicht die Besonderheiten des menschlichen Gehirns herauszustellen (Kappers, 1920). Durch die Vergleiche der „Formenreihen“ der Säugetiere erhoffte man sich den entscheidenden Sprung zum Menschengehirn erklären zu können. Diesem heute in den Hintergrund getretenen Wissenschaftszweig der Morphologie verdanken wir unsere Kenntnisse über die Gehirne der verschiedensten Tierarten. Eine wichtige Disziplin der vergleichenden Morphologie ist dabei die Form des zerebralen Kortex. Bereits 1868 erscheint das Anatomiebuch von Owen: „On the anatomy of vertebrates, Vol. III Mammals“ mit einem Kapitel über das zentrale Nervensystem, welches auch Bilder von der makroskopischen Anatomie des Pferdegehirns enthält. 1878 befasst sich Krueg mit der „Furchung der Großhirnrinde der Ungulaten“ und somit mit der Oberfläche des Pferdegehirns. Krueg versucht dabei über vergleichende Neuroanatomie Rückschlüsse auf die Evolution des Menschen zu ziehen, sozusagen vom einfachen zum komplizierten Lebewesen (Krueg, 1878). Turner (1890) vergleicht in seiner Arbeit „The convolutions of the brain: A study in comparative anatomy“ die Gehirnwindungen verschiedener Tiere, u.a. die des Pferdes mit denen des Menschen, während sich Ellenberger (1892) in seiner Veröffentlichung vergleichend mit den „Furchen der Großhirnoberfläche des Pferdes, der Wiederkäuer und des Schweins“ befasst. Ellenberger orientiert sich dabei an der bereits von Krueg vorgegeben Nomenklatur (Krueg, 1878; Ellenberger, 1892). Bradley (1899) geht in seiner Arbeit “The convolutions of the cerebrum of the horse“ erneut auf die Gehirnwindungen ein und vergleicht u.a. die Nomenklatur der verschiedenen vorausgegangenen Autoren. Im selben Jahr erscheint ein Anatomiebuch von Flatau und Jacobsohn „Handbuch der Anatomie und vergleichende Anatomie des Centralnervensystems der Säugetiere“ (Flateau und Jacobson, 1899). 1900 beschreibt Holl die besondere Stellung des Pferdegehirn in Bezug auf die intensive Gyrifikation. Ein weiteres Anatomiebuch erscheint 1914 von Sisson mit dem Titel „The Anatomy of Literaturübersicht 3 the Domestic Animals”, welches sich ebenfalls mit der makroskopischen Anatomie des Pferdegehirns befasst. 1970 erscheint der „Katalog der Säugetiergehirne“ von Brauer und Schober u.a. mit Fotos und Bildern des Pferdegehirns mit einer Benennung der Gyri und Teilen des Gehirns. Edinger (1948) beschreibt im Buch „Evolution of the horse brain“ die phylogenetische Entwicklung des Gehirns des Urpferdes (Eohippus) bis hin zum heutigen Pferd. Hier werden u.a. Größenangaben der einzelnen Teile des Gehirns angegeben. Sie vertritt die These, dass die einzige Möglichkeit, die einzelnen Sulci des Pferdegehirns zu identifizieren, jene sei, die equinen Sulci durch die Ontogenese hinweg zu verfolgen. Alle bereits genannten Autoren sind sich hingegen einig, dass die zerebralen Sulci und die Form des Pferdegehirns kompliziert und sehr variabel sind. In der vergleichenden Studie von Mobilio (1914) “Il mantello cerebrale degli equidi”, werden die Unterschiede der Sulci und Gyri von Pferd, Esel und Maultier beschrieben. Mitte des letzten Jahrhunderts werden erstmals funktionelle Untersuchungen an Gehirnen durchgeführt. 1946 lokalisieren Adrian et al. den sensorischen Cortex bei Shetlandponys und Breazile (1966) den motorischen Cortex des Pferdes durch Elektrostimulation. 35 Jahre später klassifizieren Takeuchi und Sugita (2001) das Kortexgebiet zytoarchitektonisch. 2001 veröffentlicht Szalay die Entwicklung des equinen motorischen Systems. In der Veterinärmedizin erlangt die Anatomie des Pferdegehirns erstmals durch Dexler (1904) Bedeutung. Von ihm wird das Zentralnervensystem der Pferde unter Gesichtspunkten der Neuropathologie genauer untersucht, für die die genauen Kenntnisse der Anatomie eine wichtige Grundlage liefern. Im Folgenden findet diese Arbeit ihren festen Platz in den Standardwerken der Veterinäranatomie, die noch um weitere Beschreibungen der Gehirne von Haustierarten erweitert werden. In den letzten 30 bis 40 Jahren wird in vielen Anatomiebüchern das Gehirn von verschiedenen Haustieren makroskopisch beschrieben (Nickel et al., 1961; Budras und Röck, 1991; König et al.1999; Wissdorf, 2002). In der Arbeit von Seiferle (1957) mit dem Titel: „Zur makroskopischen Anatomie des Pferdegehirns“ werden die makroskopisch sichtbaren Teile des Equidengehirns detailliert beschrieben. Systematisch beschriebene histologische Schnittbilder vom Pferdegehirn enthält erstmals der „Atlas of the brains of domestic animals“ von Yoshikawa (1968), der einen Vergleich mit MRT-Bildern erlaubt. Literaturübersicht 4 Eine häufig untersuchte Struktur des Pferdegehirns, ist die Hypophyse (Lothringer, 1886; Trautmann, 1909; Trautmann, 1909; Zannini, 1921; Sajonski, 1968). Die Autoren vergleichen die Anatomie der Hypophyse verschiedener Säugetiere untereinander und mit der des Menschen. Koller befasst sich 1922 mit der vergleichenden Anatomie der Hypophysenumgebung. Er beschreibt die Entwicklungsgeschichte der Hypophyse und die Besonderheiten der Hypophysen und ihrer Umgebung beim Menschen und bei einigen Tierenarten wie dem Pferd. 1932 untersucht Pallaske neben anderen Tieren einen Wallach und stellt ein Adenom des Zwischenlappens der Hypophyse fest. Brettschneider befasst sich 1954 eingehend mit der Verknüpfung zwischen dem Hypothalamus und der Hypophyse des Pferdes, indem er die makroskopische und mikroskopische Morphologie der beiden innersekretorischen Drüsen sowie den Einfluss des Hypothalamus auf die Hypophyse beschreibt. Saito untersucht 1923 die Hypophysengewichte von Pferden. Andere Autoren befassen sich mit den equinen Altersveränderungen der Hypophyse (Höser, 1941) und den Gewichtsverhältnissen innersekretorischer Drüsen bei geschlachteten Pferden und Rindern (Lübke, 1926). Es folgen die Arbeiten von Vitums zur Entwicklung des Portalsystems der Hypophyse (1975), die Entwicklung der Hypophyse selbst mit Hinblick auf ihre Blutversorgung (1977) und die Entwicklung des venösen Abflusses aus der Hypophyse (1978). Andere Studien untersuchen u.a. die neurosekretorischen Verhältnisse, die Funktion der Hypophyse und mögliche von der Hypophyse ausgehende Erkrankungen (wie zum Beispiel das Equines Metabolische Syndrom, Equines Cushing Syndrom und Tumoren) (Cozzi und Ferrandi, 1984; v.d. Kolk et al., 2004). Die Blutversorgung des Pferdegehirns wird von einigen Autoren nur für das Pferd und zum Teil vergleichend beschrieben. Jenke 1919 untersucht die Gehirnarterien des Pferdes, Rindes und Schweins im Vergleich zum Menschen. Hofmann vergleicht die Gehirn- und Rückenmarksarterien (1900) und –venen (1901) der Vertebraten (u.a. Pferd). Zietzschmann (1922) beschreibt die Arteria carotis interna und geht auf die Frage der Regulation ihrer pulsatorischen Schwankungen beim Pferd ein, während sich Ruedi (1922) mit der Topographie, dem Bau und der Funktion der Arteria carotis interna befasst. Barone und Schafer untersuchen die arterielle Blutversorgung (1952) und Barone und Champion (1955) die venöse Drainage des Pferdegehirns. Auch die Entwicklung der venösen Sinus der Dura mater wird von Vitums 1979 untersucht. Anderson und Anderson (1979) bestimmen die arterielle Blutversorgung des Prosencephalon und des Mesencephalons bei Hund und Pferd. Levine et al. (2008) Literaturübersicht 5 vergleichen die intrakranielle Anatomie des Pferdes und des Rindes mit der des Hundes; Es werden Nervenverteilung, die intrakranielle Zirkulation und die Gehirnanatomie beschrieben. 2.2 Die Untersuchung des Pferdegehirns mit Hilfe der Magnetresonanztomographie (MRT) Seit etwa 25 Jahren wird die MRT in der Pferdemedizin zu diagnostischen Zwecken verwendet. Aufgrund der vergleichsweisen geringeren Prävalenz von neurologischen Erkrankungen beim Pferd, fand die MRT bislang vorwiegend bei der Untersuchung der distalen Gliedmaßen Anwendung (Arble et al., 2009; Ferrell et al., 2002). Für dieses Einsatzgebiet hat die MRT mittlerweile einen festen Platz in der Routinediagnostik eingenommen (Lutter et al., 2015). Lange Zeit beschränkten sich die Publikationen über neurologische Erkrankungen und deren Diagnose mittels MRT in der Pferdemedizin auf Fallberichte. So beschreiben Spoormakers et al. (2003) und Audigie et al. (2004) das Aussehen eines metastatischen Gehirnabszesses im Rahmen einer Druseerkrankung in der MRT. Passino et al. (2005 und 2007) beschreiben MRT-Nachweise eines Plattenepithelkarzinoms und eines granulären Lymphoms. Careddu und Mitarbeiter (2016) dokumentieren die Entwicklung des progressiven Siebbeinhämatoms bei 2 Pferden. Beltran und Mitarbeiter diagnostizierten 2016 mittels MRT eine Trigeminusneuritis. Oey et al. (2011) stellen die Veränderungen im Rahmen eines Hydrocephalus bei einem Warmblutfohlen dar. Sanders et al. (2001) beschreiben das Aussehen einer equinen nigropallidalen Encephalomalazie im MRT (1,0 Tesla). 2002 stellen Ferrell et al. eine retrospektive Studie vor, in der bei 8 von 12 Pferden eine neurologische Erkrankung (im Gehirn) mit Hilfe der MRT (1,0 Tesla) festgestellt wird. Die bislang umfangreichste Studie mit 84 Fällen neurologischer Erkrankungen, die beim Pferd mittels MRT untersucht wurden, stammt von Manson-Diaz et al. (2015). Auch wenn die MRT in der Pferde-Neurologie immer häufiger zum Einsatz kommt, beruht die Beschreibung der Morphologie bislang auf zwei älteren Publikationen. Chaffin et al. (1997) untersuchen 5 neurologisch unauffällige Quarter-Horse-Fohlen (Alter 3-6 Tage) in Narkose in einem 0,5 Tesla MRT (T1 sagittal und transversal, T2 transversale Ebenen). Die Strukturen des Gehirns wurden dabei mit Hilfe von Literaturübersicht 6 Anatomiebüchern, einem Schädel und fixiertem Gehirn identifiziert. 4 Jahre später erscheint eine ähnliche Studie von Arencibia et al. (2001). In dieser Studie wird ein Pferdehirn post mortem mittels 1,5 Tesla MRT untersucht (dorsal (T2), sagittal (T1) und transversale (T2) Ebenen, 1,5 cm Schichtdicke). Vazquez et al. (2001) untersuchen 2 euthanasierte Pferde mit einem 1,5 Tesla MRT. Dabei definieren und benennen sie die einzelnen equinen Gehirnstrukturen der transversalen MRT- Schichten in der T1 Wichtung mit Hilfe der korrespondierenden anatomischen Gefrierschnitte des jeweiligen Pferdekopfes. Scola et al. (2018) beschreiben die Gehirnentwicklung mittels 3 Tesla MRT postmortal, an 14 Pferdefeten. Dies soll darüber hinaus zu einem besseren Verständnis der fetalen Gehirnentwicklung des Menschen beitragen (Scola et al., 2018). Einige Autoren widmen sich ausgewählten Gehirn-Strukturen. Goncalves und Mitarbeiter (2015) untersuchen Gehirnnervenabgänge mit Hilfe der Magnetresonanztomographie. Hier werden retrospektiv die MRT-Bilder von 3 Pferdeköpfen beurteilt und die kranialen Nervenabgänge und dazu gehörige Foramina des Schädels beschriftet. Die Aufnahmen (transversal, sagittal und dorsal) werden mit einem 1,5 Tesla MRT erstellt (FSE T1, T2W, 3D GRE T2*W, 3D fast SPGR). Knochenorientierungspunkte werden aus Bildern der Computertomographie (CT) zur Hilfe genommen. Die Autoren kommen zu dem Ergebnis, dass es schwierig sein kann, dem Nervenverlauf in der dorsalen und sagittalen Ebene zu folgen, teilweise aufgrund mangelnder anatomischer Referenzen in diesen Ebenen. Weitere Studien (Ragle, 2005) setzen sich nicht mit der Anatomie auseinander, sondern eher mit den technischen Voraussetzungen für eine Schnittbilduntersuchung. In dieser Studie wird das CT und das MRT beschrieben und der Unterschied vom CT zum MRT kurz erläutert. Beide Verfahren werden für die Diagnostik am Kopf des Pferdes empfohlen (Ragle, 2005). Betrachtet man den technischen Fortschritt und die Verbesserung der Bildqualität der MRT in den letzten Jahren sowie die damit einhergehende Erweiterung und Verfeinerung der Diagnosen, kann man den Stellenwert des Wissens um die Schnittbild-Neuroanatomie klar verfolgen. In diesem Sinne ist für die Untersuchung des Pferdegehirns eine exakte Beschreibung der Anatomie der Schnittbilder des ZNS beim Pferd von entscheidender Bedeutung. Die Wichtigkeit und Notwendigkeit detaillierter Kenntnisse der Gehirnanatomie und qualitativ hochwertiger MRT-Bilder werden in fast allen Veröffentlichungen erwähnt. Literaturübersicht 7 2.3 Magnetresonanztomographie (MRT) Die Magnetresonanztomographie ist in der Pferdemedizin, neben der Computertomographie, ein mittlerweile routinemäßig angewandtes bildgebendes Verfahren mit weiterhin zunehmender Bedeutung. Die Magnetresonanztomographie erzeugt Schnittbilder der zu untersuchenden Körperregionen. Im Folgenden sollen die für das Verständnis der vorliegenden Arbeit nötigen physikalischen Grundlagen erläutert werden. 2.3.1 Prinzip der Magnetresonanztomographie, Spin und Präzession Das Wasserstoffatom ist das einfachste Atom. Es enthält ein einzelnes Elektron und ein Proton im Kern. Das Wasserstoffatom besitzt einen Eigendrehimpuls (Kernspin) und ist damit magnetisch. Das im Körper am häufigsten vorkommende Element, Wasserstoff, ist für die MRT – Bildaquisition somit sehr gut geeignet (Laubenberger und Laubenberger 1994). Der als Kernspin bezeichnete Eigendrehimpuls ist allen Elementarteilchen zu Eigen. Der Kernspin hebt sich auf, wenn Atome eine gerade Nukleonenanzahl besitzen. Weist ein Atomkern eine ungerade Nukleonenanzahl auf, erfährt dieser einen Netto-Spin. Wasserstoff, Stickstoff, Natrium und Phosphor besitzen diese Voraussetzung. Für die Kernspintomographie sind nur diese Atome geeignet. Aufgrund der günstigen physikalischen Eigenschaften und seiner Häufigkeit im Körper werden für die klinisch relevante Kernspintomographie Wasserstoffatome zur Bilderzeugung verwendet (Laubenberger und Laubenberger 1994). Ein Atomkern weist einen Netto-Spin auf und erfährt durch seine rotierende Masse einen Drehimpuls, genauso wie die elektrische Ladung im Kern. Die elektrische Ladung, die sich durch den Spin bewegt, besitzt einen magnetischen Dipol und verhält sich demnach wie ein kleiner Stabmagnet (Schild, 1990; Weishaupt et al., 2009). Die Protonen des lebenden Körpers, welche sich wie kleine Magneten verhalten, richten sich innerhalb des starken Magnetfeldes eines Kernspintomographen nahezu parallel oder antiparallel in Richtung der Feldlinien des Magnetfeldes aus (Schild, 1990; Laubenberger und Laubenberger, 1994). Durch den Spin des Protons weist das Proton Literaturübersicht 8 um das Hauptmagnetfeld eine torkelnde Kreisbewegung auf, die sogenannte Präzession (Abb. 1) (Schild, 1990). Die Präzessionsfrequenz oder Larmorfrequenz des Protons ist von der Stärke des externen Magnetfeldes abhängig. Nach Laubenberger und Laubenberger (1994) kann man sie anhand der folgenden Gleichung berechnen: ω0 = γ * B0 ω0 : Larmorfrequenz in Megahertz (MHz) γ : gyromagnetisches Verhältnis, eine für jedes Element typische Konstante (γ Proton = 42,58 MHz/T) B0 : Stärke des externen Magnetfeldes in Tesla (T) Die Larmorfrequenz von Protonen innerhalb eines Kernspintomographen mit der Feldstärke 1 Tesla beträgt somit 42,58 MHz (Weishaupt et al., 2009). Die Stärke eines Magnetfeldes wird nach dem Wissenschaftler Nikola Tesla (*1856 - †1943) in der Einheit Tesla angegeben (Schild 1990). In der klinischen Kernspintomographie werden Feldstärken zwischen 0,2 und 3 T genutzt. Abb. 1: Schema eines Wassermoleküls/Protons in der MRT; modifiziert aus Schmidt und Kramer, 2015. A: Schema eines Wasserstoffmoleküls, bestehend aus 1 Proton (positiv geladen) und 1 Elektron (negativ geladen). B: Magnetisches Feld des Protons. Grüner Pfeil: Eigendrehimpuls/Spin; N/S: Magnetisches Moment; Lila Pfeil: Präzession. C: Das Proton (P+) verhält sich wie ein kleiner Magnet, mechanisch ist es mit einem Kreisel vergleichbar. Literaturübersicht 9 2.3.2 Longitudinalmagnetisierung Die magnetischen Dipole der Protonen richten sich an einem externen Magnetfeld aus. Das Proton kann sich dabei entweder parallel, also in Richtung des Feldes, oder antiparallel, d.h. entgegengesetzt, ausrichten. Die parallele Orientierung ist vorherrschend, da sie energetisch günstiger ist. Deswegen sind mehr Protonen parallel als antiparallel ausgerichtet. Die longitudinale Magnetisierung entsteht nun aus der Addition der überzähligen parallel orientierten Protonen, welche in der Summe ein zusätzliches, längs zum externen Feld ausgerichtetes Magnetfeld ausbilden (Schild, 1990; Laubenberger und Laubenberger, 1994; Nitz, 2000; Weishaupt et al., 2009). 2.3.3 HF-Impuls, Resonanz und Transversalmagnetisierung Erstmals 1946 von Bloch und Purcell beschrieben (Assheuer und Sager, 1997), ist die Kernspin-Resonanz physikalische Voraussetzung für die Kernspintomographie. Es handelt sich hierbei um eine elektromagnetische Welle mit einer mit der Larmorfrequenz übereinstimmenden Frequenz. Sie ist in der Lage Energie auf die im Magnetfeld rotierenden Protonen zu übertragen (Resonanz). Elektromagnetische Wellen mit definierter Frequenz und Wellenlänge (Hochfrequenzimpuls) werden über eine Spule in das Magnetfeld des Kernspintomographen eingestrahlt. Dieser Hochfrequenzimpuls überträgt Energie auf die Protonen, wodurch einige von ihnen ein höheres Energieniveau erreichen. Die Protonen ändern dadurch ihre Ausrichtung von parallel nach antiparallel im externen Magnetfeld, was wiederum zu einer Erhöhung der Anzahl der antiparallel ausgerichteten Protonen führt. Die longitudinale Magnetisierung nimmt ab (Schild, 1990; Assheuer und Sager, 1997; Weishaupt et al., 2009) und die rein zufällig orientierten Präzessionsbewegungen der einzelnen Protonen werden synchronisiert und präzedieren nun in Phase. Der daraus resultierende Magnetvektor, der in die gleiche Richtung zeigt wie die präzedierenden Protonen, ist transversal (quer) zum Magnetfeld ausgerichtet, zeigt also eine transversale Magnetisierung (Schild, 1990). Der Grad der Richtungsänderung wird als Pulswinkel bezeichnet und die Richtungsänderung als solche ist abhängig von der Art des Hochfrequenzimpulses (Schild, 1990; Brix, 2002; Weishaupt et al., 2009). Literaturübersicht 10 Die Grundvoraussetzung für das Erstellen von Schnittbildern ist diese elektromagnetische Anregung von Protonen und die beschriebene Veränderung ihres Magnetfeldes. Es ist nicht möglich ein statisches Magnetfeld parallel zum externen Magnetfeld zu messen. Es ist nur möglich ein Signal in einer Spule als Antenne zu induzieren über ein sich bewegendes Magnetfeld. Nach Verstärkung und rechnerischer Aufarbeitung des Signals, das über die Spule gemessen wird, kann nun ein MRT-Bild erzeugt werden, denn das Magnetfeld kehrt nach Beendigung des Hochfrequenzimpulses wieder in seine Ausgangslage zurück, die sogenannte Relaxation (Schild, 1990; Brix, 2002; Weishaupt et al., 2009). 2.3.4 Longitudinal- und Transversalrelaxation Nach der Anregung über einen Hochfrequenz (HF)-Impuls präzedieren die Protonen in der Transversalebene (Abb. 2). Klingt der HF-Impuls ab, geht das System in den energieärmeren Ausgangszustand zurück. Dabei nimmt die neu entstandene Transversalmagnetisierung ab, während sich die Longitudinalmagnetisierung wieder aufbaut. Für diesen Vorgang ist zum einen die Spin-Gitter-Wechselwirkung, die auch als Longitudinal- oder T1-Relaxation bezeichnet wird, und zum anderen die Spin-Spin- Wechselwirkung, die auch Transversal- oder T2-Relaxation genannt wird, verantwortlich (Schild, 1990; Assheuer und Sager, 1997; Nitz, 2000; Brix, 2002; Weishaupt et al., 2009). Literaturübersicht 11 2.3.5 T1-Relaxation, Longitudinalrelaxation (Spin-Gitter-Wechselwirkung) Durch das Einstrahlen eines HF-Impulses wird Energie auf die Protonen übertragen. Sie werden auf ein energetisch ungünstigeres Niveau gebracht, also zum externen Feld antiparallel ausgerichtet. Durch die Spin-Gitter-Wechselwirkungen wird diese Energie wieder an die Umgebung abgegeben, die sogenannte T1-Relaxation. Hierbei gelangen die Protonen wieder auf ein energetisch günstigeres, parallel zum externen Feld ausgerichtetes Niveau und gleichzeitig baut sich die Longitudinalmagnetisierung wieder auf. Die Zeit, in der dieser Vorgang stattfindet, wird T1- oder longitudinale Relaxationskonstante genannt und ist eine Materialkonstante. Sie ist von der der Magnetfeldstärke, der Temperatur, der Art des untersuchten Körpergewebes und von der Anordnung und Bewegung der Moleküle abhängig (Schild, 1990; Nitz, 2000; Brix, 2002; Weishaupt et al., 2009). Flüssigkeiten haben eine kürzere T1-Relaxationszeit als Festkörper. Bei biologischen Geweben liegen die Werte zwischen 50ms und einigen Sekunden (Uhlenbrock, 2001). Nach Rinck und Harms (1986) ist die T1 – Relaxationszeit die Zeit, die ein System benötigt, um 63% seines Gleichgewichtswertes zu erreichen, nachdem es einem 90° - Puls ausgesetzt ist. Abb. 2: Schema der T1-Relaxation; Abbildung modifiziert nach Schmidt und Kramer, 2015. A: Ausrichtung der Protonen im MRT/Längsmagnetisierung=Ausgangszustand des Protons mit entsprechendem Spin (lila Pfeil), Spinachse (Längsmagnetisierung, entlang z-Achse), Präzession (kleiner lila Pfeilkreis). B: Angeregter Zustand: Die Einwirkung eines HF-Impulses führt zu einem Übergang der Längsmagnetisierung, in eine Quermagnetisierung (entlang y- Achse). C: Die T1-Relaxation (Spin-Gitter-Relaxation) beschreibt den Übergang aus dem angeregten Zustand der transversalen Magnetisierung/Quermagnetisierung, in den Ausgangszustand. Dadurch entsteht erneut eine Längsmagnetisierung. Literaturübersicht 12 2.3.6 T2-Relaxation, Transversalrelaxation (Spin-Spin-Wechselwirkung) Der HF-Impuls bewirkt die Synchronisation der Präzessionsbewegung der einzelnen Protonen, sie präzedieren in der Transversalebene in Phase. Durch diese Phasen- kohärenz entsteht die Transversalmagnetisierung. Nach Beendigung des HF-Impulses dephasieren die Protonen und die Transversalmagnetisierung nimmt exponentiell mit der Zeitkonstante T2 ab. Ursache dafür ist die Interaktion zwischen benachbarten Spins der lokalen Magnetfelder. Die Spins der einzelnen Protonen geraten außer Phase und beeinflussen somit ihre Präzessionsgeschwindigkeiten. Während dieser Spin-Spin-Relaxation tauschen die Spins Energie aus. Diese Zeitkonstante, T2 oder transversale Relaxationskonstante genannt, ist vom untersuchten Gewebe und von der Temperatur abhängig, nicht von der Magnetfeldstärke. T2 entspricht der gewebespezifischen Zeitdauer, in der die Transversalmagnetisierung auf 37% ihres Ausgangswertes abfällt (Schild, 1990; Nitz, 2000; Brix, 2002; Weishaupt et al., 2009). 2.3.7 Technischer Aufbau eines Magnetresonanztomographen Ein zentraler Computer ermöglicht dem Untersucher nicht nur die Patientendaten einzugeben, bestimmte Untersuchungsprogramme auszuwählen und die erforderlichen Untersuchungsparameter zu verändern, sondern auch die Gradienten, die Patientenliege, das Hochfrequenzsystem, die Spulen sowie den Rekonstruktionsrechner, der zur Berechnung der MRT-Bilder aus den detektierten Kernspinresonanzsignalen notwendig ist, zu steuern (Laubenberger und Laubenberger, 1994; Nitz, 2000; Weishaupt et al., 2009). 2.3.8 Magnet Ein zentraler Magnet erzeugt ein statisches Hauptmagnetfeld, das den Spin der Protonen ausrichten und in zwei Energieniveaus aufteilen kann. Es gibt unterschiedliche Magnetsysteme, welche sich in ihrem Bau, ihrer Funktionsweise und Literaturübersicht 13 in ihrer Feldstärke unterscheiden, z.B. offene und geschlossene MRT-Systeme. Beim offenen Kernspintomographen besteht freier Zugang zum zentralen Magnetfeld von mindestens drei Seiten durch die C-Form, allerdings ist die Feldstärke und die Homogenität von dem von ihnen erzeugten vertikalen Magnetfeld limitiert. Geschlossene Systeme sind röhrenförmig aufgebaut und bieten wenig Platz innerhalb der Röhre, jedoch erlaubt genau dieser ringförmige Magnet mit schmalem Durchmesser die Erzeugung von Magnetfeldern mit hoher Homogenität und Feldstärke. In diesem System verlaufen die Feldlinien horizontal mit geringem Streufeld in der Umgebung. Man unterscheidet drei verschiedene Magnettypen, nämlich resistive, permanente und supraleitende Magneten (Laubenberger und Laubenberger, 1994; Nitz, 2000; Bock et al., 2002; Weishaupt et al., 2009). Resistive Magneten sind normale Elektromagneten und bestehen aus ständig stromdurchflossenen Kupfer- oder Aluminiumspulen (Weishaupt et al., 2009). Die Höhe des erzeugten Magnetfeldes wird über die Höhe der Stromstärke in der Spule beeinflusst (Laubenberger und Laubenberger, 1994). Durch die große Leistungsaufnahme wird viel Wärme frei und macht somit ein effizientes Kühlsystem, in der Regel Wasserkühlsysteme, zur Wärmeabfuhr erforderlich. Wegen der hohen Leistungsanforderung und der Kühlung liegt die maximal erreichbare Feldstärke bei nur etwa 0,3 Tesla, allerdings können Systeme mit resistiven Magneten beliebig an- und abgeschaltet werden. Die entstehenden Strom- und Kühlkosten bleiben auf die Betriebszeiten beschränkt (Nitz, 2000; Bock et al., 2002). Permanente Magnete sind in der Regel als offene Systeme aufgebaut aus ferromagnetischem Material mit senkrecht verlaufenden Feldlinien. Zum Erzeugen des Magnetfeldes ist keine externe Energiezufuhr notwendig, aber eine konstante Umgebungstemperatur. Die maximal erreichbaren Feldstärken liegen hier bei 0,3 bis 0,5 Tesla. Eine Abschaltung ist im Notfall nicht möglich (Laubenberger und Laubenberger, 1994; Bock et al., 2002; Weishaupt et al., 2009). Ein supraleitender Magnet nutzt die verlustfreie elektrische Leitung stromdurchflossener Spulen aus Niobi-Titan-Legierungen, die ihren elektrischen Widerstand bei -269°C verlieren. Durch Kühlung mit flüssigem Helium wird diese Temperatur erreicht. Eine externe Stromzufuhr ist somit nicht nötig, da der fehlende Widerstand der Spule zu einem verlustfreien, permanenten Stromfluss führt (Laubenberger und Laubenberger, 1994; Nitz, 2000; Bock et al., 2002; Weishaupt et al., 2009). Mit diesen Systemen ist es möglich Feldstärken von bis zu 18 Tesla zu Literaturübersicht 14 erreichen (Weishaupt et al., 2009). Im klinischen Einsatz stehen derzeit überwiegend Kernspintomographen mit supraleitenden Magneten zwischen 0,5 und 3,0 Tesla zur Verfügung (Nitz, 2000). 2.3.9 Gradientensystem Ein Gradientensystem wird benötigt, um die Zuordnung des HF-Impulses zu einer bestimmten Schicht im Körper des Patienten sowie eine Ortsauflösung des Signals zu erreichen (Bock et al., 2002). Aus diesem Grund wird das statische und homogene Hauptmagnetfeld durch ein von Gradientenspulen erzeugtes Gradientenfeld überlagert, wodurch die Homogenität des Magnetfeldes beeinflusst wird. Das gesamte Magnetfeld wird zu einem Gradientenfeld und entlang einer Längsachse steigt die Feldstärke an. Der Gradient kann in jeder beliebigen Raumachse verlaufen, denn für alle drei Raumdimensionen gibt es Gradientenspulen. Der Feldgradient entspricht dem Summenvektor des Hauptmagnetfeldes und der drei Gradientenspulen. Während der Untersuchung ertönt ein laut klopfendes Geräusch, das durch den hohen Stromfluss durch die Gradientenspulen beim An- und Ausschalten entsteht (Laubenberger und Laubenberger, 1994; Nitz, 2000; Weishaupt et al., 2009). 2.3.10 Hochfrequenzsystem Das Hochfrequenzsystem wird durch den Hochfrequenzsender und den Hochfrequenzempfänger mit den dazugehörigen Sende- und Empfangsspulen gebildet (Bock et al., 2002). Über einen Verstärker wird das ursprünglich sehr schwache MRT-Signal aufgearbeitet. Störstrahlungen aus der Umgebung werden durch eine Hochfrequenzabschirmung der gesamten Anlage abgehalten (Laubenberger und Laubenberger, 1994; Bock et al., 2002; Weishaupt et al., 2009). Literaturübersicht 15 2.3.11 Sende- und Empfangsspulen Elektromagnetische Wellen, sogenannte Hochfrequenzimpulse, werden von einem Hochfrequenzsender über eine Sendespule in das statische Feld eingestrahlt. Die Protonen werden hierdurch angeregt, sich von der parallelen Ausrichtung in eine antiparallele umzuklappen (Schild, 1990). Die Frequenzen der elektromagnetischen Wellen liegen abhängig von der Magnetfeldstärke im Bereich von Kurzwellen- und Ultrakurzwellensendern (Weishaupt et al., 2009). Die Sendespule kann ebenfalls als Empfangsspule dienen oder das Feld wird von einer eigenen Empfangsspule gemessen (Laubenberger und Laubenberger, 1994; Bock et al., 2002). Spulen können direkt an den zu untersuchenden Körperteilen angelegt werden oder sind im Gerät integriert; sie sind in verschiedenen Größen erhältlich, abhängig von der Größe der zu untersuchenden Region. Die Hersteller bieten aus diesem Grund unterschiedliche Spulenarten an, denn die Wahl der richtigen Spule ist für die Bildqualität enorm wichtig. Sie sollte möglichst nahe an der zu untersuchenden Körperregion angebracht sein und so klein wie möglich, aber so groß wie nötig sein (Weishaupt et al., 2009). 2.3.12 Grundlagen der Entstehung eines MRT-Bildes 2.3.12.1 Bildkontrast und Bildentstehung Die T1-Zeit, T2-Zeit und die Protonendichte bestimmen die Helligkeit und damit den Bildkontrast eines Gewebes und die unterschiedliche Betonung dieser einzelnen Parameter in verschiedenen Messsequenzen lässt Bilder mit unterschiedlichem Gewebe-zu-Gewebe-Kontrast entstehen (Weishaupt et al., 2009). In der Regel wird der Bildkontrast von einem dieser Parameter dominiert. Viele intrinsische Kontrastmechanismen bestimmen den Gewebekontrast, aber die „Wichtung“ ist in Richtung eines bestimmten gewebespezifischen Parameters. Bei T1-gewichteten Bildern (T1w) bestimmt dementsprechend die T1-Zeit den Bildkontrast, bei T2- gewichteten Bildern (T2w) die T2-Zeit (Abb. 3). Literaturübersicht 16 Ein Protonendichte-gewichtetes Bild (PDw) entsteht, wenn der Einfluss von T1 und T2 minimiert wird. Hierbei wird der Bildkontrast von der Protonendichte eines Gewebes, also von der Anzahl anregbarer Spins, bestimmt (Schild, 1990; Assheuer und Sager, 1997; Nitz, 2000; Berry und Thrall, 2002; Nitz et al., 2007; Weishaupt et al., 2009). Dadurch ist die Intensität dieser Bilder von der Anzahl der Wasserstoffprotonen im jeweiligen Gewebe abhängig. Demnach haben Gewebe mit hoher Abb. 3: Gewebekontrast in der MRT im Rahmen der T1 und T2- Relaxationszeit; A: Die Geschwindigkeit der Energieabgabe ist vom Gewebe abhängig. Wird die Relaxation zu einem bestimmten Zeitpunkt gemessen, so ist die Energieabgabe der einzelnen Gewebe zu diesem Zeitpunkt unterschiedlich. Dadurch ergibt sich der Kontrastunterschied verschiedener Gewebe in der MRT. Eine lange T1- Relaxationszeit (z.B. Knochen, Luft, Wasser), bedeutet ein dunkles Signal in der MRT, während eine kurze T1-Relaxationszeit (z.B. Fett), ein helles Signal bewirkt. B: Die T2-Relaxation ergibt sich aus dem schrittweisen Phasenverlust der Protonen. Die Geschwindigkeit des Phasenverlustes unterscheidet sich zwischen verschiedenen Gewebearten. Wird die Relaxation zu einem bestimmten Zeitpunkt gemessen, so haben die einzelnen Gewebe zu diesem Zeitpunkt eine unterschiedliche Phasenkohärenz, wodurch der unterschiedliche Kontrast im MRT-Bild entsteht. Gewebe mit einer kurzen T2-Relaxationszeit (z.B. Knochen, Fett) sind in der T2-Wichtung dunkel, während Gewebe mit langer T2- Relaxationszeit (z.B. Wasser) ein helles Signal aufweisen. Literaturübersicht 17 Wasserstoffprotonendichte eine hohe Intensität. Da aber der Wassergehalt von Weichteilgewebe keinen großen Unterschied aufweist, zeigen Protonendichte- gewichtete Bilder nur einen geringen Kontrast (Rinck und Zink, 2005). T1-gewichtete Bilder weisen im Gegensatz zu rein Protonendichte-gewichteten Aufnahmen gute Kontrastverhältnisse innerhalb des Weichteilgewebes auf (Rinck und Zink, 2005). Zur Entstehung oder Akquisition eines MRT-Bildes muss eine zu untersuchende Körperschicht viele Male nacheinander durch Hochfrequenzimpulse angeregt werden; das Signal, welches daraufhin vom Gewebe ausgeht, wird gemessen. Die Repetitionszeit (TR) ist die Zeitdauer zwischen zwei aufeinanderfolgenden Anregungen derselben Schicht, die Zeitspanne zwischen Anregung und Messung des MRT-Signals bezeichnet man als Echozeit (TE) (Schild, 1990; Assheuer und Sager, 1997; Nitz, 2000; Berry und Thrall, 2002; Weishaupt et al., 2009). Repetitions- und Echozeit können den Bildkontrast beeinflussen, z.B. ergeben Sequenzen mit kurzer TR und TE ein T1-gewichtetes Bild, während sich T2-gewichtete Bilder aus Sequenzen mit langer TR und TE ergeben. Ein protonendichtegewichtetes Bild entsteht durch die Wahl einer langen TR bei kurzer TE, denn hierbei werden T1- und T2-Effekte unterdrückt (Schild, 1990; Assheuer und Sager, 1997; Nitz, 2000; Berry und Thrall, 2002; Weishaupt et al., 2009). Durch ihre schnelle Regeneration erscheinen Gewebe mit einer kurzen longitudinalen Relaxationszeit auf T1- gewichteten Bildern hell, da sie ein starkes Signal abgeben. Hingegen erscheinen Gewebe mit einer langen longitudinalen Relaxationszeit auf T1-gewichteten Bildern dunkel- sie regenerieren nur langsam und geben aus diesem Grund ein schwaches Signal ab (Schild, 1990; Assheuer und Sager, 1997; Nitz, 2000; Berry und Thrall, 2002; Weishaupt et al., 2009). Eine kurze transversale Relaxationszeit heißt für das Gewebe, dass es schnell das Signal verliert und somit auf T2-gewichteten Bildern dunkel erscheint. Eine lange transversale Relaxationzeit hingegen bedeutet einen langsameren Signalverlust, weshalb sich das Gewebe auf T2-gewichteten Bildern hell darstellt (Schild, 1990; Assheuer und Sager, 1997; Nitz, 2000; Berry und Thrall, 2002; Weishaupt et al., 2009). Literaturübersicht 18 2.3.12.2 Digitaler Bildaufbau Digitale MRT-Bilder eines Körpers bestehen aus einer Matrix von vielen Einzelquadraten, den sogenannten Pixeln. Diese zweidimensionale Matrix ist aus Reihen und Spalten aufgebaut. Die Auflösung des Bildes und somit auch die Größe eines Pixels sind von der Größe und Rasterung der Matrix sowie von der Größe des Bildfelds abhängig. Die Stärke des Signals wird als Helligkeitsstufe eines Grautones wiedergegeben, denn jedem Pixel wird ein Wert zugeordnet, der seiner Signalintensität entspricht. Da es sich um ein Schnittbildverfahren handelt, enthält ein Pixel Informationen über ein Volumen des untersuchten Körpers und wird deswegen Voxel genannt. Die Fläche eines Pixels multipliziert mit der Schichtdicke ergibt das Volumen eines Voxels, woraus letztendlich das Signal akquiriert wird. Die Ortsauflösung eines MRT-Bildes steigt mit schrumpfender Voxelgröße (Assheuer und Sager, 1997; Berry und Thrall, 2002; Brix et al., 2002; Weishaupt et al., 2009). 2.3.12.3 Terminologie der Signalwerte Da das Signal eines Voxels einem bestimmten Grauton im MRT-Bild entspricht, ist es möglich, verschiedene Gewebe mit unterschiedlichen Signalintensitäten in verschiedenen Helligkeitsstufen darzustellen. Das Signalverhalten eines Gewebes wird immer in Relation zum Signal eines Referenzgewebes beschrieben. Ein Gewebe ist z.B. isointens zum Lebergewebe, wenn es im Bild einen Grauwert mit der gleichen Helligkeitsstufe wie das Lebergewebe aufweist. Hyperintens und hypointens sind Gewebe, die heller bzw. dunkler als das Referenzgewebe erscheinen (Berry und Thrall, 2002). Wie bereits weiter oben erwähnt, ist die räumliche Zuordnung der aufgezeichneten Signale zu einzelnen Elementen (Voxel) im Untersuchungsvolumen zum Erstellen eines Schnittbildes notwendig (Bock et al., 2002). Voneinander unabhängige Gradientenfelder in drei Dimensionen erreichen diese Zuordnung. Literaturübersicht 19 2.3.12.4 Schichtwahl Die Protonen einer einzelnen Schicht können selektiv angeregt werden. Hierzu wird durch die Gradientenspule das Hauptmagnetfeld (z.B. entlang der z-Achse) verzerrt, das Magnetfeld wird am Kopfende verstärkt und am Fußende geschwächt. Dies ist der sogenannte Schichtselektionsgradient. Die Larmorfrequenzen der Spins am Kopfende sind nun höher als die am Fußende, es ergibt sich eine fließende Änderung der Frequenzen entlang des Hauptmagnetfeldes und die einzelnen Schichten haben jetzt jeweils eine spezifische Frequenz (Abb. 4). Dadurch ist die Untersuchung einer bestimmten Schicht eines Patienten möglich (Weishaupt et al., 2009). 2.3.12.5 Phasenkodierung Für die Phasenkodierung wird ein Gradient in der gewählten Phasenkodierrichtung eingeschaltet, im Beispiel in Y-Richtung, also von oben nach unten. Daraus folgt, dass die Larmorfrequenz oben im Tomographen etwas höher ist als unten und somit der Phasengradient entsteht. Weiterhin entsteht eine Phasenverschiebung der Spins gegeneinander, denn die bereits angeregten Spins, die in XY-Richtung präzedieren, werden jetzt oben schneller und unten langsamer (Weishaupt et al., 2009). Diese Verschiebung ist proportional zur räumlichen Position des Signalursprungs. Dieser Kodierungsschritt muss mehrfach wiederholt werden, denn er erfolgt vor dem Auslesen der Signale und somit wird zusätzlich die Akquisitionsdauer beeinflusst. Wird nun der Gradient wieder abgeschaltet, sind alle Protonen erneut genau so schnell wie vorher und weisen wieder die gleiche Präzessionsfrequenz auf, die induzierte Phasenverschiebung bleibt jedoch erhalten (Abb. 4). Damit ist eine Unterscheidung der Signale jeder Zeile innerhalb einer Schicht möglich (Schild, 1990; Brix et al., 2002; Weishaupt et al., 2009). 2.3.12.6 Frequenzkodierung Hierzu wird während der Aufzeichnung des Signals ein senkrecht zum Phasenkodiergradienten stehendes Gradientenfeld erzeugt, im Beispiel in X-Richtung (Frequenzkodiergradient). Somit kommt es während der Singalaquisition zu einer Literaturübersicht 20 Frequenzverschiebung (Frequenzkodierung). Diese ist auch proportional zur räumlichen Position ihres Ursprungs. Somit erhält jedes Proton einer Schicht durch die drei oben genannten Kodierungsschritte eine eigene Präzessionsfrequenz und kann genau lokalisiert werden. Schichtselektion, Phasenkodierung, Frequenzkodierung und Anregung durch den HF-Impuls und Signalauslese werden nun zu einer Bildgebungssequenz verknüpft (Abb. 4). Die ausgelesenen Signale werden zunächst als Rohdaten in einen mathematischen Raum, den k-Raum (Ortsfrequenzraum) eingelesen und dann mit Hilfe einer komplexen mathematischen Berechnung, der Fourier-Transformation, zu einem Schichtbild rekonstruiert (Schild, 1990; Brix et al., 2002; Weishaupt et al., 2009). Literaturübersicht 21 A B C Abb. 4: Darstellung der Ortskodierung der MRT-Signale zur Bildgenerierung. A: Schichtselektionsgradient. Darstellung der Frequenzkodierung zur Schichtselektion. Die Schichtdicke wird in der Regel über die Gradientenstärke bestimmt. Das bedeutet- stärkerer Gradient, dünnere Schichten. B: Phasenkodiergradient. C: Frequenzkodierung. Muss während des Auslesens des Signal eingeschaltet werden. Jede Spalte beinhaltet ein gewisses Frequenzspektrum / Bandbreite Literaturübersicht 22 2.4 Altersschätzung beim Pferd Zur Altersbestimmung von Pferden gibt es in der Literatur verschiedene Angaben (Dietz, 1999; Wissdorf, 2002; Baker, 2005). Es wird von den Autoren darauf hingewiesen, dass erhebliche rassebedingte Unterschiede auftreten (Wissdorf, 2002), die Zahnformeln der verschiedenen Autoren sind sich jedoch sehr ähnlich. In der vorliegenden Arbeit wurde die von Wissdorf (2002) beschriebene Zahnformel verwendet. Das I steht hier für die Incisivi, das C für Canini, das P für Prämolaren und das M für Molaren (Abb.5). Die Zahnformel für das komplette Ersatzgebiß lautet (Wissdorf, 2002): Stute 3I (1) C 3 (4) P 3 M = 36 – 44 Zähne 3I (1) C 3 (4) P 3 Hengst 3I 1 C 3 (4) P 3 M = 40 – 44 Zähne 3I 1 C 3 (4) P 3 M C P2 P3 P4 M1 M2 M3 Abb. 5: Pferdeschädel mit Darstellung der Zähne: I = Incisivi, C = Canini, P2-4 = Prämolaren; M1-3 = Molaren I M3 P4 CP3 P2 M2 M1 Literaturübersicht 23 Für den Zeitpunkt des Wechsels der Incisivi, der gleichzeitig im Ober- und Unterkiefer erfolgt, gilt folgendes: I1 treten mit 2,5-3,0 Jahren in die Maulhöhle, I2 mit 3,5-4,0 Jahren und die I3 mit 4,5-5,0 Jahren. Etwa ein halbes Jahr nach Durchtritt durch das Zahnfleisch haben die gegenüberstehenden Schneidezähne miteinander Reibung. Der Caninus erscheint mit ca. 4-5 Jahren in der Maulhöhle (Wissdorf, 2002). Bei 10-15% aller Pferde treten im Oberkiefer etwa 10mm lange Wolfszähne auf, bei männlichen Pferden doppelt so häufig wie bei Stuten, während er im Unterkiefer nur selten ausgebildet ist. Falls er in die Maulhöhle eintritt, erfolgt diese im 5.-6. Lebensmonat. Der P1 unterliegt nicht dem Zahnwechsel. Der P2 erscheint in der Maulhöhle mit ca. 2,5 Jahren sowie der P3, der P4 erscheint mit ca. 3,5 Jahren (Wissdorf, 2002). Die Molaren, die keine Milchzahnvorläufer besitzen, erscheinen zu sehr unterschiedlichen Zeiten in der Maulhöhle. Der M1 kommt mit 6-9 Monaten bis zu einem Jahr, der M2 erscheint mit 2,0-2,5 Jahren, während der M3 erst mit 3,5-4,0 Jahren sichtbar wird (Wissdorf, 2002). Weiterhin kann man dann das Alter an der physiologischen Abnutzung der bleibenden Zähne schätzen. Der Abrieb der Incisivi beträgt durchschnittlich 2 mm pro Jahr und ist damit niedriger als der an den Backenzähnen. Die wiederum beträgt abhängig vom Futter ca. 3-4 mm pro Jahr (Wissdorf, 2002). Material und Methoden 24 3 Material und Methoden 3.1 Studienpopulation Die im Rahmen der vorliegenden Untersuchung genutzten Pferde wurden im Klinikum der Veterinärmedizin der Justus-Liebig-Universität in Gießen aufgrund nicht- neurologischer Erkrankungen euthanasiert. Die Identifikation der adulten Pferde erfolgte anhand der vorliegenden Equidenpässe, das Alter wurde aus dem Equidenpass übernommen. Bei Nicht-Vorliegen des Equidenpasses wurde das Alter anhand der Zähne nach Wissdorf (2002) geschätzt. Der im Rahmen der Untersuchung verwendete Magnetresonanztomograph in der Klinik für Kleintiere, Abteilung Chirurgie war zum Untersuchungszeitpunkt aufgrund fehlender Lagerungsmöglichkeiten, nicht für lebende Großtiere geeignet. Tiere mit einem Körpergewicht von über 120kg KM konnten nicht in toto in den MRT-Raum. Aus diesem Grund wurden bei allen Pferden und Ponies die Schädel in Höhe des dritten Halswirbels abgesetzt. Vom Tod bis zur Abtrennung des Schädels vergingen durchschnittlich zwei Stunden (ca. 30 Minuten- 4 Stunden). Die Köpfe wurden nach der Abtrennung sofort unbearbeitet ins MRT verbracht und gescannt. Es wurden insgesamt 10 adulte Großpferde und 5 adulte Ponys untersucht. Alter, Rasse und Geschlecht der untersuchten Pferde sind der folgenden Tabelle zu entnehmen (Tab. 1): Material und Methoden 25 Tab. 1: Übersicht über die in dieser Studie untersuchten Pferdeköpfe. Aufgeführt sind im Einzelnen Rasse, Geburtsdatum, Datum des MRT-Scans, Geschlecht und verwendete MRT- Spule. Rasse Geburtsdatum Scan- Datum Geschlecht Spule Pony 01.01.00 05.07.10 Wallach Sense-Body Dt. Reitpony 01.01.98 20.07.10 Wallach Sense-Body Dt. Reitpony 01.01.92 24.09.10 Wallach Sense-Body Shetlandpony 01.01.90 06.10.10 Stute Kniespule Pony 24.05.88 16.02.11 Stute Sense-Body Norweger 01.01.84 21.07.10 Wallach Sense-Body Isländer 02.08.04 26.07.10 Stute Sense-Body Warmblut 01.01.94 26.07.10 Wallach Sense-Body Warmblut 01.01.93 23.08.10 Wallach Sense-Body Warmblut 01.01.85 02.09.10 Stute Sense-Body Norweger 16.05.92 16.09.10 Stute Sense-Body Araber 11.12.05 24.09.10 Stute Sense-Body Warmblut 01.01.01 29.11.10 Stute Sense-Body Cob Normand 01.01.98 05.01.11 Wallach Sense-Body Appaloosa 15.03.93 18.08.10 Hengst Kniespule 3.2 MRT-Aufnahmen Die Aufnahmen der Gehirne wurden mit einem 3.0 Tesla Magnetresonanztomographen der Firma Siemens (MRI 3.0 Tesla Magnetom Verio Siemens, Germany) in der Klinik für Kleintiere, Chirurgie der Justus-Liebig-Universität in Gießen angefertigt. Um eine Austrocknung der Pferdekopf-Präparate und eine Verschmutzung des Gerätes zu vermeiden, wurden die Pferdeköpfe in Plastiktüten verpackt und je nach Größe in die passende Spule platziert (Tab. 1). Für die Bildqualität, im Besonderen für das Signal-zu-Rausch Verhältnis, ist die optimale Anpassung des Spulendurchmessers („filling factor“) an das Untersuchungsobjekt von entscheidender Bedeutung. Material und Methoden 26 Verwendet wurden die Kniespule (Abb.6 A) und die Sense-Bodyspule (Abb.6 B). Die Kniespule ist eine geschlossene Ringspule mit einem Durchmesser von 18 cm, die in der Humanmedizin aufgrund ihrer runden Käfigform und ihres hohen Signal-zu- Rausch Verhältnisses vor allem zur Darstellung vom Knie, den Füßen und den Tarsalgelenken verwendet wird. Es können Objekte mit einer Länge bis zu 22cm abgebildet werden, die zentral in der Spule positioniert werden. Der Schädel des Appaloosa-Hengstes, von dem die Bilder in Kapitel 4.1 stammen, wurde für die Kniespule passend zerlegt. Der Hengst wurde aufgrund einer Fraktur eingeschläfert und unmittelbar nach der Euthanasie mit einer 4%ige Formalinlösung immersionsfixiert. Aufgrund der Größe ergab sich bei dem Präparat die beste Bildqualität bei minimalem Signal-zu-Rausch-Verhältnis. Es wurden Bilder in T2- Wichtung ausgesucht, da diese die Identifikation der meisten morphologischen Details erlauben. Die Sense-Body Spule ist eine 4-Kanal Oberflächenringspule. Sie hat ein niedrigeres Signal-zu-Rausch Verhältnis als die Kniespule, kann aber Objekte mit einer Größe von bis zu 45x30cm abbilden. Sie wird an den zu untersuchenden Bereich angelegt. In der Humanmedizin wird sie hauptsächlich zur Untersuchung des Thorax, Abdomens und des Beckens benutzt (Benutzerhandbuch MR Systems Intera Release 11.1 Level 4 2006-03-10, CE 0344, Philips Medical Systems, Nederland B.V.). Abb. 6: Darstellung der verwendeten Spulen zur Untersuchung des Pferdegehirns. Die Kniespule (links, Bild A) bietet ein wesentlich besseres Signal-Rausch-Verhältnis als die Oberflächenspule (rechts, Bild B). Die Oberflächenspule hat dagegen den Vorteil, dass sie sich optimal an die Oberfläche des Kopfes anpassen lässt. A B Material und Methoden 27 Mittels Laserpoint wurde das Magnetfeld auf dem höchsten Punkt des Schädels zentriert. Nach Durchführen des Surveyscans (Übersichtsaufnahme) wurden zunächst Standard T2-gewichtete Sequenzen in allen orthogonalen Ebenen (sagittal, transversal und dorsal; 0,25mm Auflösung) ausgerichtet. Bei Abweichungen der Symmetrie der Schnittebenen wurde anhand dieser Scans die Abbildungsebene korrigiert, um optimal auswertbare Bilder zu generieren. 3.2.1 Bildbearbeitung In der vorliegenden Studie sollen die Pferdegehirne und ihre umgebenden Strukturen nicht invasiv und detailreich mit Hilfe des Magnetresonanztomographen dargestellt und dreidimensional rekonstruiert werden. Der 3D-Datensatz der Scans wurde zur weiteren Bearbeitung (3D-Modell des Gehirns und Beschriftung der einzelnen Strukturen in Schnittbildern) in ein anderes Bildformat transformiert (jpeg-Datei), da das DICOM-Format, welches der Magnetresonanztomograph verwendet, mit anderen Bildbearbeitungsprogrammen (wie z.B. Adobe®, Photoshop®, Corel Draw®) nicht kompatibel ist. Eine 3D-Rekonstruktion des Pferdegehirns wurde mit Hilfe des Volume- Rendering Programms Amira 6® (Visage Imaging®, Berlin, Germany) erstellt. Multidimensionale Daten können mit Hilfe dieser 3D-Bildbearbeitunsgsoftware bildlich dargestellt werden. So lassen sich mittels Amira® 3D-Modelle auf der Basis digitaler Bilder von Magnetresonanztomographen, Computertomographen oder auch digitalisierten histologischen Bildern erstellen. Die Zusammenfassung von Pixeln zu einer bestimmten Gruppe, z.B. hier die morphologischen Strukturen in einem digitalen MRT-Bild, nennt man Segmentation (Labeling). Diese Pixelinformationen werden als Label-Field bezeichnet und in einem zusätzlichen Datensatz gespeichert. Die Segmentation ist Voraussetzung für die 3D-Darstellung des Gehirns. Der Computer rechnet den segmentierten Umriss in ein Polygon mit ortskodierten Knotenpunkten um. Anschließend werden diese Polygone übereinandergelegt und mit Hilfe der Triangulationsmethode die dreidimensionale Oberfläche einer vollständig segmentierten Struktur rekonstruiert (Schroeder, 1992; Christiansen und Sederberg, 1978). Jeder Knotenpunkt des markierten Polygonlabels verbindet zwei gegenüberliegende Knotenpunkte mit der darüber- und darunterliegenden Schicht. Die dabei entstehenden Dreiecke zwischen den Schichten, die untereinander in Verbindung stehen, schließen die Lücken zwischen den zweidimensionalen Material und Methoden 28 Schichten, wodurch die dreidimensionale Form geschaffen wird (Abb. 7). Der Abstand zwischen den segmentierten Schichten entspricht der Kantenlänge der Voxel. Somit ist im Hinblick auf das Gesamtvolumen das Modell ein exaktes Abbild des dokumentierten Gehirns (Schmidt, 2006). Abb. 7: Modell des Pferdegehirns nach Triangulation der Einzelschichten in der MRT im „mesh mode“. Material und Methoden 29 Die Segmentation ist ein manueller Prozess, welcher durch den Untersucher selbst erfolgt. Die Triangulation hingegen wird vom Computer automatisch durchgeführt. Um erkennbare Stufen im Schichtenrelief zu vermeiden, sollte die Segmentation der Label- Fields in allen drei Ebenen erfolgen. Eine zweite Segmentation kann Fehler, die evtl. bei der ersten Segmentierung aufgetreten sind, korrigieren. Unter Einbeziehung der jeweils komplementären Ebenen können Details somit exakt rekonstruiert werden (Schmidt, 2006). Die Segmentation und Triangulation ergeben am Ende ein originalgetreues, virtuelles Modell der Pferdegehirnstrukturen, welches zusätzlich frei drehbar ist. Unabdingbar ist das 3D-Modell außerdem für die Identifikation der Sulci und Gyri des Gehirns, welche nur am 3D Modell zu identifizieren sind. Zudem dient das virtuelle 3D- Modell dem Auffinden und Ansprechen der Strukturen des Gehirns in anderen Bildebenen, da die Beschreibung der Morphologie des Pferdegehirnes bislang ausschließlich an transversalen Schnittbildern oder an MRT- Schnittbildern mit geringerer Auflösung (Arencibia et al., 2001; Stuckenschneider et al., 2014; Kimberlin et al., 2016) erfolgt ist. 3.3 Histologie-Schnitte Zur besseren Lokalisierbarkeit der einzelnen equinen Gehirnstrukturen wurden zum Vergleich histologische Schnitte (in transversaler Ebene) des Gehirns korrespondierend zu den transversalen, T2-gewichteten MRT-Sequenzen in Kapitel 4.1 herangezogen. Diese stammen aus dem Institut für Rechtmedizin der Universität Würzburg und wurden uns von Prof. emerit. Helmut Heinsen zur Verfügung gestellt. Als Färbelösung für die histologischen Schnitte wurde Gallocyanin verwendet, welches sowohl die weiße Substanz als auch Nervenzellen des Gehirns anfärbt. Aufgrund der Größe des Präparates kam es im Bereich des Zerebellums zu einem großen Riss, weshalb dieses nicht als histologischer Schnitt dargestellt werden kann. Im kaudalen Abschnitt beschränkt sich die histologische Darstellung auf Teile des Mittelhirns und den Hirnstamm. Ergebnisse 30 4 Ergebnisse Zur Darstellung der Anatomie wurden die Bilder des bereits oben erwähnten Appaloosa-Hengstes ausgewählt. Nachfolgend sind die MRT-Bilder in transversaler, dorsaler und sagittaler Schnittebene dargestellt. In den MRT-Bildern ist zur Orientierung ein Modell eingefügt. Die in den Bildern sichtbaren Strukturen werden im Anschluss benannt und in einen morphologischen Zusammenhang gesetzt. Ergebnisse 31 4.1 Lokalisation morphologischer Strukturen des equinen Gehirns in der MRT und Histologie Ergebnisse 32 Abb.8 (vorherige Seite): 3D Modell des Pferdegehirns auf der Basis der gewonnenen MRT-Daten. (A) Laterale Ansicht: Ans: Sulcus ansatus, ans: Lobulus ansiformis, Cor: Sulcus coronalis, Dia: Sulcus diagonalis (Neocortex), Ecs: Sulcus ectosylvius, ecs: Gyrus ectosylvius, Ectm: Sulcus ectomarginalis, flo: Flocculus, ob: Bulbus olfactorius, Obl: Sulcus obliquus, obl: Gyrus obliquus, paf: Paraflocculus, po: Pons, Prr: Sulcus proreus, prr: Gyrus proreus, Prs: Sulcus praesylvius, Rfi: Fissura rhinalis lateralis, Sgs: Sulcus sagittalis, Sss: Sulcus suprasylvius, Syl: Fissura sylvii, syl: Gyrus sylvius, V: Nervus trigeminus. (B) Ventrale Ansicht: cho: Chiasma opticum, chp: Plexus choroideus, crc: Crus cerebri, dbb: Stria diagonalis, log: Gyrus olfactorius lateralis, ob: Bulbus olfactorius, op: Pedunculus olfactorius, otb: Tuberculum olfactorium, pg: Glandula pituitaria, po: Pons, pyr: Tractus pyramidalis, Sgs: Sulcus sagittalis, slu: Gyrus semilunaris, tb: Corpus trapezoideum, II Nervus opticus. (C) Dorsale Ansicht: Ans: Sulcus ansatus, ans: Lobulus ansiformis, Cor: Sulcus coronalis, Cru: Sulcus cruciatus, Ecs: Sulcus ectosylvius, Ectm: Sulcus ectomarginalis, Enm: Sulcus endomarginalis, Mar: Sulcus marginalis, ob: Bulbus olfactorius, Obl: Sulcus obliquus, pml: Lobulus paramedianus, Prs: Sulcus praesylvius, Sss: Sulcus suprasylvius, Syl: Fissura sylvii, ver: Vermis. (D) Frontale Ansicht: Ans: Sulcus ansatus Cor: Sulcus coronalis, Cru: Sulcus cruciatus, Dia: Sulcus diagonalis (Neocortex), ob: Bulbus olfactorius, Prs: Sulcus praesylvius. (E) Midsagittale Ansicht: Ans: Sulcus ansatus, cc: Corpus callosum, cig: Gyrus cinguli, Cor: Sulcus coronalis, Cru: Sulcus cruciatus, dbb: Stria diagonalis, Eng: Sulcus endogenualis, Enm: Sulcus endomarginalis, Ensp: Sulcus endosplenialis, Gen: Sulcus genualis, Spl: Sulcus splenialis, Sspl: Sulcus suprasplenialis. Ergebnisse 33 Abb. 9A: Transversales MRT-Bild des Pferdegehirns im präcommissuralen Abschnitt der Hemisphären auf Höhe des Pedunculus olfactorius. cig: Gyrus cinguli, cin: Cingulum, Cor: Sulcus coronalis, cor: Gyrus coronalis, Cru: Sulcus cruciatus, Dia: Sulcus diagonalis (Neocortex), Ecs: Sulcus ectosylvius, Ectg: Sulcus ectogenualis, Gen: Sulcus genualis, lot: Tractus olfactorius lateralis, mot: Tractus olfactorius medialis, ob: Bulbus olfactorius, olr: Recessus olfactorius, Ols: Sulcus olfactorius, pocr: Gyrus postcruciatus, prcr: Gyrus praecruciatus, Prr: Sulcus proreus, prr: Gyrus proreus, Prs: Sulcus praesylvius, Rfi: Fissura rhinalis lateralis, Sss: Sulcus suprasylvius. Ergebnisse 34 Abb. 9B: Histologischer Transversalschnitt des Pferdegehirns im präcommissuralen Bereich der Hemiosphären auf Höhe des Pedunculus olfactorius. cig: Gyrus cinguli, cin: Cingulum, Cor: Sulcus coronalis, cor: Gyrus coronalis, Cru: Sulcus cruciatus, Dia: Sulcus diagonalis (Neocortex), Ecs: Sulcus ectosylvius, Eng: Sulcus endogenualis, Gen: Sulcus genualis, lot: Tractus olfactorius lateralis, mot: Tractus olfactorius medialis, ob: Bulbus olfactorius, olr: Recessus olfactorius, pocr: Gyrus postcruciatus, Prr: Sulcus proreus, prr: Gyrus proreus, Prs: Sulcus praesylvius, Rfi: Fissura rhinalis lateralis, Sss: Sulcus suprasylvius. Ergebnisse 35 Abb. 10A: Transversales MRT-Bild des Pferdegehirns auf Höhe des Genu corporis callosi. acn: Nucleus accumbens, cc: Corpus callosum, cig: Gyrus cinguli, cin: Cingulum, cla: Claustrum, cn: Nucleus caudatus, Cor: Sulcus coronalis, cor: Gyrus coronalis, cso: Commissura supraoptica, Dia: Sulcus diagonalis (Neocortex), Ecs: Sulcus ectosylvius, Eng: Sulcus endogenualis, ex: Capsula extrema, fsc: Fasciculus subcallosus, gcc: Genu corporis callosi, Gen: Sulcus genualis, log: Gyrus olfactorius lateralis, lot: Tractus olfactorius lateralis, mot: Tractus olfactorius medialis, Prs: Sulcus praesylvius, put: Putamen, rcc: Radiatio corporis callosi, Rfi: Fissura rhinalis lateralis, Sss: Sulcus suprasylvius, II: Nervus opticus. Ergebnisse 36 Abb. 10B: Histologischer Transversalschnitt des Pferdegehirns auf Höhe des Genu corporis callosi. acn: Nucleus accumbens, cc: Corpus callosum, cig: Gyrus cinguli, cin: Cingulum, cla: Claustrum, cn: Nucleus caudatus, Cor: Sulcus coronalis, cor: Gyrus coronalis, Cru: Sulcus cruciatus, cso: Commisura supraoptica, Dia: Sulcus diagonalis (Neocortex), ec: Capsula externa, Ecs: Sulcus ectosylvius, fsc: Fasciculus subcallosus, gcc: Genu corporis callosi, Gen: Sulcus genualis, ic: Capsula interna, log: Gyrus olfactorius lateralis, lot: Tractus olfactorius lateralis, lv: Ventriculus lateralis, mot: Tractus olfactorius medialis, Prs: Sulcus praesylvius, put: Putamen, rcc: Radiatio corporis callosi, Rfi: Fissura rhinalis lateralis, Scl: Sulcus corporis callosi, ssg: Gyrus suprasylvius, Sss: Sulcus suprasylvius. Ergebnisse 37 Abb. 11A: Transversales MRT-Bild des Pferdegehirns auf Höhe der Nuclei septales. acn: Nucleus accumbens, Ans: Sulcus ansatus, cig: Gyrus cinguli, cin: Cingulum, cla: Claustrum, cn: Nucleus caudatus, Cor: Sulcus coronalis, cso: Commissura supraoptica, Dia: Sulcus diagonalis (Neocortex), ec: Capsula externa, Ecs: Sulcus ectosylvius, ecs: Gyrus ectosylvius, ex: Capsula extrema, fsc: Fasciculus subcallosus, gcc: Genu corporis callosi, Gen: Sulcus genualis, ic: Capsula interna, lot: Tractus olfactorius lateralis, otb: Tuberculum olfactorium, prpc: Cortex praepiriformis, put: Putamen, rca: Arteria cerebri rostralis, rcc: Radiatio corporis callosi, Rfi: Fissura rhinalis lateralis, sl: Nuclei septales laterales, ssg: Gyrus suprasylvius, Sss: Sulcus suprasylvius, syl: Gyrus sylvius, II Nervus opticus. Ergebnisse 38 Abb. 11B: Histologischer Transversalschnitt des Pferdegehirns auf Höhe der Nulcei septales. acn: Nucleus accumbens, Ans: Sulcus ansatus, cig: Gyrus cinguli, cin: Cingulum, cla: Claustrum, cn: Nucleus caudatus, Cor: Sulcus coronalis, cso: Commissura supraoptica, ec: Capsula externa, Ecs: Sulcus ectosylvius, ecs: Gyrus ectosylvius, Eng: Sulcus endogenualis, ex: Capsula extrema, fsc: Fasciculus subcallosus, gcc: Genu corporis callosi, Gen: Sulcus genualis, ic: Capsula interna, lot: Tractus olfactorius lateralis, mot: Tractus olfactorius medialis, otb: Tuberculum olfactorium, prpc: Cortex praepiriformis, put: Putamen, rcc: Radiatio corporis callosi, Rfi: Fissura rhinalis lateralis, sl: Nuclei septales laterals, sm: Nuclei septales mediales, ssg: Gyrus suprrasylvius, Sss: Sulcus suprasylvius, Syl: Fissura sylvii, syl: Gyrus sylvius. Ergebnisse 39 Abb. 12A: Transversales MRT-Bild des Pferdegehirns auf Höhe der Commissura rostralis. Ans: Sulcus ansatus, cc: Corpus callosum, cho: Chiasma opticum, chp: Plexus choroideus, cig: Gyrus cinguli, cin: Cingulum, cla: Claustrum, cn: Nucleus caudatus, cso: Commissura supraoptica, dbb: Stria diagonalis, Dias: Sulcus diagonalis (nasales Vorderhirn), ec: Capsula externa, ecs: Gyrus ectosylvius, Ecs: Sulcus ectosylvius, Enrh: Sulcus endorhinalis, ex: Capsula extrema, fsc: Fasciculus subcallosus, gp: Globus pallidus, ic: Capsula interna, icl: Insulae callejae, ins: Cortex insularis, log: Gyrus olfactorius lateralis, lot: Tractus olfactorius lateralis, lv: Ventriculus lateralis, mar: Gyrus marginalis, Mar: Sulcus marginalis, mca: Arteria cerebralis medialis, otb: Tuberculum olfactorium, put: Putamen, rc: Commissura rostralis, rcc: Radiatio corporis callosi, Rfi: Fissura rhinalis lateralis, Scl: Sulcus corporis callosi, sl: Nuclei septales laterales, sm: Nuclei septales mediales, Spl: Sulcus splenialis, ssg: Gyrus suprasylvius, Sss: Sulcus suprasylvius, stt: Stria terminalis, Syl: Fissura sylvii. Ergebnisse 40 Abb. 12B: Histologischer Transversalschnitt des Pferdegehirns auf Höhe der Commissura rostralis. cc: Corpus callosum, cho: Chiasma opticum, cig: Gyrus cinguli, cin: Cingulum, cla: Claustrum, cn: Nucleus caudatus, cso: Commissura supraoptica, dbb: Stria diagonalis, Dias: Sulcus diagonalis (nasales Vorderhirn), ec: Capsula externa, ecs: Gyrus ectosylvius, Ecs: Sulcus ectosylvius, Enrh: Sulcus endorhinalis, ex: Capsula extrema , fsc: Fasciculus subcallosus, gp: Globus pallidus, ic: Capsula interna, ins: Cortex insularis, log: Gyrus olfactorius lateralis, lot: Tractus olfactorius lateralis, lv: Ventriculus lateralis, mar: Gyrus marginalis, Mar: Sulcus marginalis, otb: Tuberculum olfactorium, put: Putamen, rc: Commissura rostralis, rcc: Radiatio corporis callosi, Rfi: Fissura rhinalis lateralis, Scl: Sulcus corporis callosi, sl: Nuclei septales laterales, sm: Nuclei septales mediales, Spl: Sulcus splenialis, ssg: Gyrus suprasylvius, Sss: Sulcus suprasylvius, Syl: Fissura sylvii. Ergebnisse 41 Abb. 13A: Transversales MRT-Bild des Pferdegehirns auf Höhe der Commissura rostralis. Ans: Sulcus ansatus, ansl: Ansa lenticularis, cc: Corpus callosum, cfo: Corpus fornicis, cho: Chiasma opticum, chp: Plexus choroideus, cig: Gyrus cinguli, cin: Cingulum, cla: Claustrum, cn: Nucleus caudatus, cso: Commissura supraoptica, ec: Capsula externa, Ecs: Sulcus ectosylvius, ecs: Gyrus ectosylvius, ex: Capsula extrema, fo: Fornix, fsc: Fasciculus subcallosus, gp: Globus pallidus, ic: Capsula interna, log: Gyrus olfactorius lateralis, lot: Tractus olfactorius lateralis, lv: Ventriculus lateralis, Mar: Sulcus marginalis, mar: Gyrus marginalis, max: Nervus maxillaris, mca: Arteria cerebralis medialis, prpc: Cortex praepiriformis, put: Putamen, rc: Commissura rostralis, rcc: Radiatio corporis callosi, Rfi: Fissura rhinalis lateralis, smt: Stria medullaris thalami, Spl: Sulcus splenialis, Sss: Sulcus suprasylvius, stra: Ramus striatus arteriae cerebri mediae, stt: Stria terminalis, Syl: Fissura sylvii, syl: Gyrus sylvius, III: Nervus oculomotorius. Ergebnisse 42 Abb. 13B: Histologischer Transversalschnitt des Pferdegehirns auf Höhe der Commissura rostralis. Ans: Sulcus ansatus, ansl: Ansa lenticularis, cc: Corpus callosum, cho: Chiasma opticum, cig: Gyrus cinguli, cin: Cingulum, cla: Claustrum, cn: Nucleus caudatus, cso: Commissura supraoptica, ec: Capsula externa, Ecs: Sulcus ectosylvius, ecs: Gyrus ectosylvius, ex: Capsula extrema, fsc: Fasciculus subcallosus, gp: Globus pallidus, ic: Capsula interna, lot: Tractus olfactorius lateralis, lt: Lamina terminalis, lv: Ventriculus lateralis, Mar: Sulcus marginalis, mar: Gyrus marginalis, put: Putamen, rc: Commissura rostralis, rcc: Radiatio corporis callosi, Rfi: Fissura rhinalis lateralis, Scl: Sulcus corporis callosi, smt: Stria medullaris thalami, Spl: Sulcus splenialis, Sss: Sulcus suprasylvius, stt: Stria terminalis, Syl: Fissura sylvii, syl: Gyrus sylvius. Ergebnisse 43 Abb. 14A: Transversales MRT-Bild des Pferdegehirns auf Höhe des Infundibulums. ab: Corpus amygdaloideum, aci: Arteria carotis interna, Ans: Sulcus ansatus, cam: Cornu ammonis, cc: Corpus callosum, cf: Columna fornicis, cfo: Corpus fornicis, cig: Gyrus cinguli, cin: Cingulum, cn: Nucleus caudatus, crc: Crus cerebri, ec: Capsula externa, Ecs: Sulcus ectosylvius, ex: Capsula extrema, fmt: Fasciculus mamillo-thalamicus, fsc: Fasciculus subcallosus, hs: Sulcus hypothalamicus, ic: Capsula interna, inf: Pars infundibularis, ita: Adhaesio interthalamica, lme: Lamina medullaris externa, lv: Ventriculus lateralis, Mar: Sulcus marginalis, max: Nervus maxillaris, nad: Nucleus anterior dorsalis thalami nrt: Nucleus reticularis thalami, obl: Gyrus obliquus, ot: Tractus opticus, pir: Lobus piriformis, pg: Glandula pituitaria, put: Putamen, rcc: Radiatio corporis callosi, Rfi: Fissura rhinalis lateralis, slu: Gyrus semilunaris, smt: Stria medullaris thalami, ssg: Gyrus suprasylvius, Sss: Sulcus suprasylvius, stt: Stria terminalis, Syl: Fissura sylvii, syl: Gyrus sylvius, III: Nervus oculomotorius, 3 Ventriculus tertius. Ergebnisse 44 Abb. 14B: Transversales histologisches Schnittbild des Pferdegehirns auf Höhe des Infundibulums. ab: Corpus amygdaloideum, Ans: Sulcus ansatus, cc: Corpus callosum, cf: Columna fornicis, cfo: Corpus fornicis, cig: Gyrus cinguli, cin: Cingulum, cla: Claustrum, cn: Nucleus caudatus, crc: Crus cerebri, ec: Capsule externa, Ecs: Sulcus ectosylvius, ecs: Gyrus ectosylvius, ex: Capsula extrema, fmt: Fasciculus mamillo-thalamicus, fsc: Fasciculus subcallosus, hs: Sulcus hypothalamicus, ic: Capsula interna, ita: Adhaesio interthalamica, lme: Lamina medullaris externa, lv: Ventriculus lateralis, Mar: Sulcus marginalis, mar: Gyrus marginalis, nad: Nucleus anterior dorsalis thalami, nrt: Nucleus reticularis thalami, Obl: Sulcus obliquus, obl: Gyrus obliquus, ot: Tractus opticus, pfc: Cortex piriformis, put: Putamen, rcc: Radiatio corporis callosi, Rfi: Fissura rhinalis lateralis, slu: Gyrus semilunaris, smt: Stria medullaris thalami, ssg: Gyrus suprasylvius, Sss: Sulcus suprasylvius, stt: Stria terminalis, syl: Gyrus sylvius, Syl: Fissura sylvii, 3: Ventriculus tertius. Ergebnisse 45 Abb. 15A: Transversales MRT-Bild des Pferdegehirns auf der Höhe des Hippocampus. ah: Adenohypophysis, alv: Alveus, cam: Cornu ammonis, cc: Corpus callosum, cig: Gyrus cinguli, cin: Cingulum, cmf: Commissura fornicis, cn: Nucleus caudatus, crc: Crus cerebri, crt: Tractus cerebello-rubro-thalamicus, dg: Gyrus dentatus, Ecs: Sulcus ectosylvius, Ectm: Sulcus ectomarginalis, Enm: Sulcus endomarginalis, fh: Fimbria hippocampi, fsc Fasciculus subcallosus, ha: Habenulae, han: Nuclei habenulares, hf: Fissura hippocampi, hit: Tractus habenulo-interpeduncularis, lgb: Corpus geniculatum laterale, lv: Ventriculus lateralis, Mar: Sulcus marginalis, mgb: Corpus geniculatum mediale, ml: Lemniscus medialis, nh: Neurohypophysis, ot: Tractus opticus, pcm: Pedunculus corporis mamillaris, pg: Glandula pituitaria, phg: Gyrus parahippocampalis, pul: Pulvinar, rcc: Radiatio corporis callosi, Sgs: Sulcus sagittalis, snr: Substantia nigra, Spl: Sulcus splenialis, Sss: Sulcus suprasylvius, stt: Stria terminalis; Syl: Fissura sylvii, zi: Zona incerta, III: Nervus oculomotorius, V: Nervus trigeminus. Ergebnisse 46 Abb. 15B: Transversales histologisches Schnittbild des Pferdegehirns auf Höhe des Hippocampus. alv: Alveus, are: Area entorhinalis, cam: Cornu ammonis, cc: Corpus callosum, cla: Claustrum, cn: Nucleus caudatus, crc: Crus cerebri, dg: Gyrus dentatus, fh: Fimbria hippocampi, fsc: Fasciculus subcallosus, fte: Fasciculus tegmenti, H1: Fasciculus thalamicus, H2: Fasciculus lenticularis, ha: Habenulae, han: Nuclei habenulares, hf: Fissura hippocampi, hit: Tractus habenulo-interpeduncularis, ins: Cortex insularis, lgb: Corpus geniculatum laterale, lme: Lamina medullaris externa, lv: Ventriculus lateralis, mgb: Corpus geniculatum mediale, ml: Lemniscus medialis, nrt: Nucleus reticularis thalami, or: Radiatio optica, ot: Tractus opticus, pcm: Pedunculus corporis mamillaris, phg: Gyrus parahippocampalis, pul: Pulvinar, Rfi: Fissura rhinalis lateralis, Sgs: Sulcus sagittalis, snr: Substantia nigra, stt: Stria terminalis, sub: Subiculum, Syl: Fissura sylvii, zi: Zona incerta. Ergebnisse 47 Abb. 16A: Transversales MRT-Bild des Pferdegehirns auf Höhe der Commissura caudalis. alv: Alveus, are: Area entorhinalis, cam: Cornu ammonis, ccd: Commissura caudalis, cgs: Substantia grisea centralis, cha: Commissura habenularum, cig: Gyrus cinguli, cin: Cingulum, crc: Crus cerebri, crt: Tractus cerebello-rubro-thalamicus, ecs: Gyrus ectosylvius, Ecs: Sulcus ectosylvius, Ectm: Sulcus ectomarginalis, fh: Fimbria hippocampi, flv: Fasciculus longitudinalis ventralis, fsc: Fasciculus subcallosus, lgb: Corpus geniculatum laterale, mar: Gyrus marginalis, Mar: Sulcus marginalis, mgb: Corpus geniculatum mediale ml: Lemniscus medialis, obl: Gyrus obliquus, or: Radiatio optica, ot: Tractus opticus, pb: Glandula pinealis, pcm: Pedunculus corporis mamillaris, pg: Glandula pituitaria, phg: Gyrus parahippocampalis, pul: Pulvinar, rcc: Radiatio corporis callosi, Rfi: Fissura rhinalis lateralis, rn: Nucleus ruber, scc: Splenium corporis callosi, snr: Substantia nigra, Spl: Sulcus splenialis, ssg: Gyrus suprasylvius, Sspl: Sulcus suprasplenialis, Sss: Sulcus suprasylvius, vtd: Decussatio tegmentalis ventralis. Ergebnisse 48 Abb. 16B: Transversales histologisches Schnittbild des Pferdegehirns auf Höhe des Hippocampus. alv: Alveus, are: Area entorhinalis, CA1-CA4: Cornu ammonis Felder 1-4, cam: Cornu ammonis, cdc: Colliculus caudalis, cgs: Substantia grisea centralis, cha: Commissura habenularum, cn: Nucleus caudatus, crc: Crus cerebri, df: Fascia dentata, fh: Fimbria hippocampi, flv: Fasciculus longitudinalis ventralis, fsc: Fasciculus subcallosus, lgb: Corpus geniculatum laterale, mgb: Corpus geniculatum mediale, ml: Lemniscus medialis, or: Radiatio optica, ot: Tractus opticus, pcm: Pedunculus corporis mamillaris, phg: Gyrus parahippocampalis, prs: Präsubiculum, pta: Area praetectalis, pul: Pulvinar, Rfi: Fissura rhinalis lateralis, rn: Nucleus ruber, scc: Splenium corporis callosi, scmo: Organum subcommissurale, snr: Substantia nigra, snrc: Substantia nigra pars compacta, snrr: Substantia nigra pars reticulata, sub: Subiculum, vtc: Commissura tegmentalis ventralis. Ergebnisse 49 Abb. 17A: Transversales MRT-Bild des Pferdegehirns auf Höhe der Colliculi rostrales. aq: Aquaeductus mesencephali, bcc: Brachium colliculi caudalis, ccr: Commissura colliculi rostralis, cgs: Substantia grisea centralis, crc: Crus cerebri, ctt: Tractus tegmentalis centralis, drp: Decussatio pedunculorum cerebellarium rostralium, Ectm: Sulcus ectomarginalis, ecs: Gyrus ectosylvius, Ecs: Sulcus ectosylvius, Enm: Sulcus endomarginalis, flm: Fasciculus longitudinalis medialis, ipd: Nucleus interpeduncularis, Lms: Sulcus mesencephalicus lateralis, Mar: Sulcus marginalis, ml: Lemniscus medialis, nom: Nucleus nervi oculomotorii, pb: Glandula pinealis, Rfi: Fissura rhinalis lateralis, roc: Colliculus rostralis, snr: Substantia nigra, slm: Sulcus limitans, Spl: Sulcus splenialis, ssg: Gyrus suprasylvius, Sss: Sulcus suprasylvius, stse: Stratum sagittale externum, stsi: Stratum sagittale internum, V: Nervus trigeminus. Ergebnisse 50 Abb. 17B: Transversales histologisches Schnittbild des Pferdegehirns auf Höhe der Colliculi rostrales. aq: Aquaeductus mesencephali, bcc: Brachium colliculi caudalis, cgs: Substantia grisea centralis, ctt: Tractus tegmentalis centralis, nmt: Nucleus mesencephalicus nervi trigemini, pb: Glandula pinealis, slm: Sulcus limitans. Ergebnisse 51 Abb. 18A: Transversales MRT-Bild des Pferdegehirns auf Höhe der Commissura colliculi caudales. aq: Aquaeductus mesencephali, bcc: Brachium colliculi caudalis, ccc: Commissura colliculi caudalis, cdc: Colliculus caudalis, cgs: Substantia grisea centralis, cl: Lobulus centralis, crt: Tractus cerebello-rubro-thalamicus, cu: Culmen, Ecs: Sulcus ectosylvius, Ectm: Sulcus ectomarginalis, Enm: Sulcus endomarginalis, Espl: Sulcus ectosplenialis, flm: Fasciculus longitudinalis medialis, ftp: Fibrae transversae pontis, ipd: Nucleus interpeduncularis, lal: Lemniscus lateralis, mar: Gyrus marginalis, Mar: Sulcus marginalis, mcp: Pedunculus cerebellaris medialis, ml: Lemniscus medialis, nca: Nucleus compactus centralis, npo: Nuclei pontis, nto: Nucleus nervus trochlearis, rcp: Pedunculus cerebellaris rostralis, rf: Formatio reticularis, Rfi: Fissura rhinalis lateralis, Spl: Sulcus splenialis, Sss: Sulcus suprasylvius, stse: Stratum sagittale externum, stsi: Stratum sagittale internum, tmnt: Tractus mesencephalicus nervi trigemini, V: Nervus trigeminus. Ergebnisse 52 Abb. 18B: Transversales histologisches Schnittbild des Pferdegehirns auf Höhe der Colliculi caudales. aq: Aquaeductus mesencephali, bcc: Brachium colliculi caudalis, ccc: Commissura colliculi caudalis, cdc: Colliculus caudalis, cgs: Substantia grisea centralis, cst: Tractus corticospinalis, dtn: Decussatio nervorum trochlearium, flm: Fasciculus longitudinalis medialis, ftp: Fibrae transversae pontis, ipd: Nucleus interpeduncularis, IaI: Lemniscus lateralis, mcp: Pedunculus cerebellaris medius, ml: Lemniscus medialis, nII: Nuclei lemnisci lateralis, npo: Nuclei pontis, nto: Nucleus nervus trochlearis, rcp: Pedunculus cerebellaris rostralis, rf: Formatio reticularis, rst: Tractus rubrospinalis, tmnt: Tractus mesencephalicus nervi trigemini, IV: Nervus trochlearis, VI: Nervus abducens. Ergebnisse 53 Abb. 19A: Transversales MRT-Bild des Pferdegehirns auf der Höhe des Pedunculus cerebellaris rostralis. cl: Lobulus centralis, cst: Tractus corticospinalis, cu: Culmen, Ectm: Sulcus ectomarginalis, Ecs: Sulcus ectosylvius, Enm: Sulcus endomarginalis, flm: Fasciculus longitudinalis medialis, gg: Ganglion trigeminale, Mar: Sulcus marginalis, mcp: Pedunculus cerebellaris medialis, ml: Lemniscus medialis, npo: Nuclei pontis, ppd: Nuclei parapedunculares, qdr: Lobulus quadrangularis, rcp: Pedunculus cerebellaris rostralis, rf: Formatio reticularis, Rfi: Fissura rhinalis lateralis, rmt: Radix motoria nervi trigemini, rst: Tractus rubrospinalis, rsn: Radix sensoria nervi trigemini, slm: Sulcus limitans, Sspl: Sulcus suprasplenialis, Sss: Sulcus suprasylvius, tmnt: Tractus mesencephalicus nervi trigemini, vst: Tractus vestibulospinalis. Ergebnisse 54 Abb. 19B: Transversales histologisches Schnittbild des Pferdegehirns auf Höhe des Pedunculus cerebellaris rostralis. cst: Tractus corticospinalis, fld: Fasciculus longitudinalis dorsalis, flm: Fasciculus longitudinalis medialis, IaI: Lemniscus lateralis, mcp: Pedunculus cerebellaris medialis, ml: Lemniscus medialis, nII: Nucleus lemnisci lateralis, npo: Nuclei pontis, ppd: Nuclei parapedunculares, rcp: Pedunculus cerebellaris rostralis, rf: Formatio reticularis, tmnt: Tractus mesencephalicus nervi trigemini, vst: Tractus vestibulospinalis, V: Nervus trigeminus. Ergebnisse 55 Abb. 20A: Transversales MRT-Bild des Pferdegehirns auf der Höhe des Genu nervi facialis. ans: Lobulus ansiformis, ccp: Pedunculus cerebellaris caudalis, cu: Culmen, dctb: Decussatio trapezoideum, Ectm: Sulcus ectomarginalis, flm: Fasciculus longitudinalis medialis, flo: Flocculus, gnf: Genu nervi facialis, li: Lingula vermis, Mar: Sulcus marginalis, nab: Nucleus nervi abducentis, ncd: Nucleus cochlearis dorsalis, ncv: Nucleus cochlearis ventralis, nnf: Nucleus nervi facialis, nvl: Nuclei vestibulares laterales, nvm: Nucleus vestibularis medialis, paf: Paraflocculus, pyr: Tractus pyramidalis, Sss: Sulcus suprasylvius, tb: Corpus trapezoideum, trvs: Sinus transversus, tsnt: Tractus spinalis nervi trigemini, VII: Nervus facialis, VIII: Nervus vestibulocochlearis. Ergebnisse 56 Abb. 20B: Transversales histologisches Schnittbild des Pferdegehirns auf Höhe des Genu nervi facialis. dctb: Decussatio trapezoideum, flm: Fasciculus longitudinalis medialis, gnf: Genu nervi facialis, nab: Nucleus nervi abducentis, ncd: Nucleus cochlearis dorsalis, ncv: Nucleus cochlearis ventralis, nnf: Nucleus nervi facialis, ntsn: Nucleus tractus spinalis nervi trigemini, nvl: Nuclei vestibulares laterales, nvm: Nucleus vestibularis medialis, pyr: Tractus pyramidalis, rcp: Pedunculus cerebellaris rostralis, rf: Formatio reticularis, rnf: Radix nervi facialis, slm: Sulcus limitans, tac: Tuberculum acusticum, tb: Corpus trapezoideum, tsnt: Tractus spinalis nervi trigemini, VI: Nervus abducens, VII: Nervus facialis, VIII: Nervus vestibulocochlearis. Ergebnisse 57 Abb. 21A: Transversales MRT-Bild des Pferdegehirns auf Höhe des Tuberculum acusticum. ans: Lobulus ansiformis, ccp: Pedunculus cerebellaris caudalis, de: Declive vermis, flm: Fasciculus longitudinalis medialis, flo: Flocculus, li: Lingula vermis, ncd: Nucleus cochlearis dorsalis, nd: Nucleus dentatus, ndct: Nucleus dorsalis corpus trapezoidei, nf: Nucleus fastigii, nip: Nucleus interpositus, nrm: Nucleus raphe medianus, ntsn: Nucleus tractus spinalis nervi trigemini, nvl: Nuclei vestibulares laterales, nvm: Nucleus vestibularis medialis, paf: Paraflocculus, pml: Lobulus paramedianus, py: Pyramis vermis, rcp: Pedunculus cerebellaris rostralis, slm: Sulcus limitans, tac: Tuberculum acusticum, tb: Corpus trapezoideum, tsnt: Tractus spinalis nervi trigemini. Ergebnisse 58 Abb. 21B: Transversales histologisches Schnittbild des Pferdegehirns auf Höhe des Tuberculum acusticum. ccp: Pedunculus cerebellaris caudalis, dctb: Decussatio trapezoideum, flm: Fasciculus longitudinalis medialis, mcp: Pedunculus cerebellaris medialis, nab: Nucleus nervi abducentis, ncd: Nucleus cochlearis dorsalis, ncv: Nucleus cochlearis ventralis, ndct: Nucleus dorsalis corpus trapezoidei, nrm: Nucleus raphe medianus, ntsn: Nucleus tractus spinalis nervi trigemini, nvl: Nuclei vestibulares laterales, nvm: Nucleus vestibularis medialis, pyr: Tractus pyramidalis, slm: Sulcus limitans, tac: Tuberculum acusticum, tb: Corpus trapezoideum, tsnt: Tractus spinalis nervi trigemini, VI: Nervus abducens, VIII: Nervus vestibulocochlearis. Ergebnisse 59 Abb. 22A: Transversales MRT-Bild des Pferdegehirns auf Höhe des Nucleus cuneatus. ans: Lobulus ansiformis, chp: Plexus choroideus, cun: Nucleus cuneatus, flm: Fasciculus longitudinalis medialis, hypn: Nucleus nervi hypoglossi, icrs: Sulcus intercruralis, nfl: Nucleus fasciculi lateralis, nsol: Nucleus tractus solitarii, ntsn: Nucleus tractus spinalis nervi trigemini, oli: Nucleus olivaris caudalis, pml: Lobulus paramedianus, py: Pyramis vermis, pyr: Tractus pyramidalis, tsnt: Tractus spinalis nervi trigemini, tu: Tuber vermis, uv: Uvula vermis, vagn: Nucleus nervi vagi, X: Nervus vagus. Ergebnisse 60 Abb. 22B: Transversales histologisches Schnittbild des Pferdegehirns auf Höhe des Nucleus cuneatus. amb: Nucleus ambiguus, ccp: Pedunculus cerebellaris caudalis, cun: Nucleus cuneatus, flm: Fasciculus longitudinalis medialis, gra: Nucleus gracilis, hypn: Nucleus nervi hypoglossi, nfl: Nucleus fasciculi lateralis, nsol: Nucleus tractus solitarii, ntsn: Nucleus tractus spinalis nervi trigemini, oli: Nucleus olivaris caudalis, pyr: Tractus pyramidalis, rf: Formatio reticularis, solt: Tractus solitarius, tsnt: Tractus spinalis nervi trigemini, vagn: Nucleus nervi vagi, X: Nervus vagus. Ergebnisse 61 Abb. 23A: Transversales MRT-Bild des Pferdegehirns auf Höhe des Obex. cec: Canalis centralis, cun: Nucleus cuneatus, hypn: Nucleus nervi hypoglossi, nfl: Nucleus fasciculi lateralis, nsol: Nucleus tractus solitarii, ntsn: Nucleus tractus spinalis nervi trigemini, obx: Obex, oli: Nucleus olivaris caudalis, py: Pyramis vermis, pyr: Tractus pyramidalis, solt: Tractus solitarius, tsnt: Tractus spinalis nervi trigemini, uv: Uvula vermis, X: Nervus vagus, XII: Nervus hypoglossus. Ergebnisse 62 Abb. 23B: Transversales histologisches Schnittbild des Pferdegehirns auf der Höhe des Obex. cec: Canalis centralis, cst: Tractus corticospinalis, cun: Nucleus cuneatus, gra: Nucleus gracilis, hypn: Nucleus nervi hypoglossi, nfl: Nucleus fasciculi lateralis, nsol: Nucleus tractus solitarii, ntsn: Nucleus tractus spinalis nervi trigemini, obx: Obex, oli: Nucleus olivaris caudalis, pyr: Tractus pyramidalis, solt: Tractus solitarius, tsnt: Tractus spinalis nervi trigemini. Ergebnisse 63 Abb. 24: Dorsales MRT-Bild des Pferdegehirns auf der Höhe des Chiasma opticum. ah: Adenohypophysis, bsa: Arteria basilaris, ccba: Arteria cerebelli caudalis, ccma: Arteria communicans caudalis, cho: Chiasma opticum, cst: Tractus corticospinalis, cvs: Sinus cavernosus, dcml: Decussatio lemniscorum medialis, dctb: Decussatio trapezoideum, icvs: Sinus intercavernosus, inf: Pars infundibularis, ir: Recessus infundibularis, max: Nervus maxillaris, ml: Lemniscus medialis, nh: Neurohypophysis, oli: Nucleus olivaris caudalis, pcm: Pedunculus corporis mamillaris, po: Pons, rca: Arteria cerebri rostralis, tb: Corpus trapezoideum, II: Nervus opticus, VII: Nervus facialis, VIII: Nervus vestibulocochlearis. Ergebnisse 64 Abb. 25: Dorsales MRT-Bild des Pferdegehirns auf der Höhe des Corpus mamillare. acc: Arteria corporis callosi, crc: Crus cerebri, fmt: Fasciculus mamillo-thalamicus, fo: Fornix, gg: Ganglion trigeminale, hyp: Hypothalamus, lot: Tractus olfactorius lateralis, mb: Corpus mamillare, mca: Arteria cerebralis medialis, mcp: Pedunculus cerebellaris medialis, ml: Lemniscus medialis, nnf: Nucleus nervi facialis, ntsn: Nucleus tractus spinalis nervi trigemini, olr: Recessus olfactorius, op: Pedunculus olfactorius, ot: Tractus opticus, otb: Tuberculum olfactorium, rca: Arteria cerebri rostralis, rcba: Arteria cerebellaris rostralis, rcma: Arteria communicans rostralis, rf: Formatio reticularis, Rfi: Fissura rhinalis lateralis, rst: Tractus rubrospinalis, scn: Nucleus supracommissuralis, tsnt: Tractus spinalis nervi trigemini, X: Nervus vagus, XII: Nervus hypoglossus. Ergebnisse 65 Abb. 26: Dorsales MRT-Bild des Pferdegehirns auf Höhe des Nucleus accumbens. ab: Corpus amygdaloideum, acn: Nucleus accumbens, cca: Arteria cerebri caudalis, cf: Columna fornicis, cgs: Substantia grisea centralis, crc: Crus cerebri, crt: Tractus cerebello-rubro- thalamicus, dbb: Stria diagonalis, flm: Fasciculus longitudinalis medialis, fmt: Fasciculus mamillo-thalamicus, gg: Ganglion trigeminale, hyp: Hypothalamus, ic: Capsula interna, IaI: Lemniscus lateralis, lot: Tractus olfactorius lateralis, mca: Arteria cerebralis medialis, mcp: Pedunculus cerebellaris medialis, ml: Lemniscus medialis, ntsn: Nucleus tractus spinalis nervi trigemini, ob: Bulbus olfactorius, ot: Tractus opticus, otb: Tuberculum olfactorium, pfs: Substantia perforata, pir: Lobus piriformis, poa: Area praeoptica, Prr: Sulcus proreus, prr: Gyrus proreus, rf: Formatio reticularis, scg: Gyrus subcallosus, snr: Substantia nigra, tsnt: Tractus spinalis nervi trigemini, vtd: Decussatio tegmentalis ventralis, VII: Nervus facialis, 3: Ventriculus tertius. Ergebnisse 66 Abb. 27: Dorsales MRT-Bild des Pferdegehirns auf der Höhe der Lingula cerebelli. ab: Corpus amygdaloideum, acc: Arteria corporis callosi, acn: Nucleus accumbens, alv: Alveus, cam: Cornu ammonis, cca: Arteria cerebri caudalis, cf: Columna fornicis, chp: Plexus choroideus, crc: Crus cerebri, drp: Decussatio pedunculorum cerebellarium rostralium, flm: Fasciculus longitudinalis medialis, fmt: Fasciculus mamillo-thalamicus, gg: Ganglion trigeminale, gnf: Genu nervi facialis, li: Lingula vermis, mca: Arteria cerebralis medialis, mcp: Pedunculus cerebellaris medialis, ml: Lemniscus medialis, nab: Nucleus nervi abducentis, nvm: Nucleus vestibularis medialis, ob: Bulbus olfactorius, olf: Filae olfactoriae, olr: Recessus olfactorius, ot: Tractus opticus, phg: Gyrus parahippocampalis, Prr: Sulcus proreus, put: Putamen, rc: Commissura rostralis, rcp: Pedunculus cerebellaris rostralis, Rfi: Fissura rhinalis lateralis, rsn: Radix sensoria nervus trigeminus, X: Nervus vagus, 3 Ventriculus tertius. Ergebnisse 67 Abb. 28: Dorsales MRT-Bild des Pferdegehirns auf der Höhe der Nuclei septales. ab: Corpus amygdaloideum, alv: Alveus, bcc: Brachium colliculi caudalis, ccba: Arteria cerebelli caudalis, cf: Columna fornicis, chp: Plexus choroideus, cl: Lobulus centralis, cn: Nucleus caudatus, crt: Tractus cerebello-rubro-thalamicus, dg: Gyrus dentatus, Dia: Sulcus diagonalis (Neocortex), dtn: Decussatio nervorum trochlearium, Gen: Sulcus genualis, gp: Globus pallidus, hip: Hippocampus proper, hit: Tractus habenulo-interpeduncularis, ic: Capsula interna, li: Lingula vermis, lme: Lamina medullaris externa, mcp: Pedunculus cerebellaris medialis, mgb: Corpus geniculatum mediale, nrt: Nucleus reticularis thalami, ot: Tractus opticus, phg: Gyrus parahippocampalis, prpc: Cortex praepiriformis, Prs: Sulcus praesylvius, put: Putamen, py: Pyramis vermis, rcc: Radiatio corporis callosi, rcp: Pedunculus cerebellaris rostralis, Rfi: Fissura rhinalis lateralis, rst: Tractus rubrospinalis, sl: Nuclei septales la