Eine besondere Form der Magnetresonanztomografie macht die Wanderung von Wassermolekülen im Gehirn sichtbar: Diffusion Tensor Imaging
Die bunten Stränge im Bild zeigen die Faserverläufe in einem Bereich des Balkens, der die beiden Hirnhälften miteinander verbindet.
Mit Hilfe der Diffusions-Tensor-Bildgebung können Forscher zwei Maße bestimmen: Die »Diffusivität« besagt, wie stark sich Wassermoleküle bewegen. In Bereichen, in denen nur wenige Barrieren im Weg stehen wie in den Hohlräumen des Gehirns – den Ventrikeln –, ist sie daher hoch (hellgelbe Flächen in den mittleren Hirnschnitten). In Gebieten mit zahlreichen Diffusionshindernissen wie den Nervenfasern im Balken (Corpus callosum) ist sie dagegen niedrig (orange Flächen in den mittleren Bildern). Die »Anisotropie« ist ein Maß dafür, wie stark eine bestimmte Diffusionsrichtung vorherrscht. In Hirnregionen mit vielen Fasersträngen wie dem Balken nimmt die Anisotropie daher höhere Werte an (hellgelbe Bereiche in den unteren Bildern) als in Arealen, in denen sich das Wasser gleichmäßiger verteilt (orange).
Um Nervenfasern zwischen verschiedenen Hirnregionen darzustellen, misst der MRT-Scanner die Bewegungsrichtung des Wassers an mehreren Millionen Orten im Gehirn. Das Bild oben links zeigt die Diffusionsachsen (Tensoren) in einer Schnittebene des Gehirns, wobei für jeden Ort die jeweilige Bewegungsrichtung des Wassers in einer bestimmten Farbe angegeben ist. Mit Hilfe dieser Daten rekonstruiert ein Computer Schicht für Schicht die Faserbündel (unten), bis schließlich ein dreidimensionales Bild entsteht (oben rechts).
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