Struktur-Funktionsbeziehungen im menschlichen Frontalhirn bei der Verarbeitung von Aufgabenrepräsentationen
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Im Zentrum des Projektes stand die Untersuchung des lateralen frontalen Kortex beim Menschen. Funktionell-bildgebende Studien lassen eine besondere Region im posterioren frontolateralen Kortex erkennen, die mit der Verarbeitung von Aufgabenrepräsentationen in Verbindung steht und wegen ihrer Lage in der Umgebung des Sulcus frontalis inferior und des Sulcus praecentralis als inferior-frontales Kreuzungsareal (IFJ) bezeichnet wurde. Ziel des vorliegenden Projektes war es, ein zytoarchitektonisches Korrelat des funktionell definierten IFJ zu identifizieren. Dazu wurde in drei größeren Themenbereichen (1) die Variabilität des funktionell definierten IFJ untersucht und die Lagebeziehung zu umgebenden makroskopischen Landmarken analysiert, (ii) Ausgehend von der Lage im Gehirn wurden zytoarchitektonisch zwei Areale, IFJI und IFJ2 identifiziert, die sich auch (ill) über ihre Rezeptorarchitektur signifikant von Umgebungsarealen differenzieren lassen. Die Unterschiede in der Rezeptoarchitektur von den Arealen der Broca-Region (44, 45) einerseits und den motorischen Arealen 4 und 6 andererseits lässt vermuten, dass diese Areale auch funktionell anders eingebunden sind; möglichenweise sind 1FJ1 und IFH2 an ähnlichen Aufgaben beteiligt, worauf ihre große strukturelle Ähnlichkeit hindeutet. Parallel zu diesem Projekt in der Arbeitsgruppe laufende Untersuchungen zu den ventral an die Broca-Region angrenzenden Bereichen (Areale OP8, OP9, Dtc (Falk, 2008), Areale OP5-7 des ventralen Gyrus frontalis inferior bzw. die Region des frontalen Augenfeldes im Bereich des Sulcus frontalis superior am Übergang zum Sulcus precentralis), unterstützen unsere Hypothese über ein neues Modell der Parzellierung des frontalen Kortex. Solche Parzellierung geht deutlich über die von Brodmann 1909 veröffentlichte Karte hinaus und lässt die Übergangsregion zwischen motorischem Kortex und klassischem präfrontalen Kortex in völlig neuem Licht erscheinen. Aufgabe zukünftiger und teilweise schon begonnener Projekte wird es sein, diese Übergangsregion nach dorsal auszudehnen, um eine vollständige Kartierung dieser Region zu erreichen, vor deren Hintergrund dann über funktionell-bildgebende Studien und Untersuchungen zur Konnektivität Aussagen über die Struktur-Funktionsbeziehungen der Region getroffen werden können.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- A receptor- and cytoarchitectonic correlate of the functionally defined inferior-frontal junction area. 9th International Conference on Functional Mapping of the Human Brain, June 19-22, 2003, New York. CD-Rom in Neuroimage: 19 (2)
Amunts K, Palomero-Gallagher N, Brass M, Derrfuss J, Zilles K, von Cramon DY
- Neural circuitry underlying rule use in humans and nonhuman primates. Journal of Neuroscience 25 (45): 10347-10350, 2005
Bunge SA, Wallis JD, Parker A, Brass M, Crone EA, Hoshi E, Sakai K
- The role of the inferior frontal junction area in cognitive control. Trends in Cognitive Sciences. 9 (7):314-316, 2005
Brass M, Derrfuss J, Forstmann B, von Cramon DY
- (2006) The anatomical segregation of the frontal cortex - what does it mean for function? Cortex 42 (4): 525-528
Amunts K and von Cramon DY
- How motor-related is cognitive control? In: Sensorimotor Foundations of Higher Cognition: Attention and Performance XXII, edited by P. Haggard, Y. Rossetti, and M. Kawato, Oxford; Oxford University Press, 2007
Brass M and von Cramon DY
- (2008) Rezeptorarchitektonische Kartierung der Broca-Region und angrenzender Areale im posterioren inferior-frontalen Kortex. Dissertation, Medizinische Fakultät, RWTH Aachen
Falk M
- (2009) Neural activations at the junction of the inferior frontal sulcus and the inferior precentral sulcus during task switching: Interindividual variability, reliability and influence of sulcal morphology. Human Brain Mapping 30 (1) 299-311
Derrfuss J, Brass M, von Cramon DY, Lohmann G, Amunts K
