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Institut für Neurowissenschaften und Medizin
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Zufallsbewegungen in Gehirngewebemodellen

Konventionelle Methoden zur Modellierung von Diffusion basieren auf dem vereinfachten Modell der Gaußschen Diffusion freier Flüssigkeiten. Betrachtet man die Ergebnisse von Diffusionsexperimenten an Hirngewebe jedoch genauer, so zeigen sich starke Abweichungen von diesem Modell. Die Teilchenbewegung der Wassermoleküle im Gehirn wird durch verschiedene Faktoren beeinflusst. Dies sind beispielsweise Abgrenzungen, Einschränkungen sowie Anisotropien, verursacht durch die zelluläre Mikrostruktur. Die Interpretation der Messergebnisse wird zusätzlich durch Wechselwirkungen an den Grenzflächen der Zellmembranen (“gebundenes Wasser”) sowie durch Austauschwechselwirkungen erschwert. Da die Mikrostruktur des Gewebes sehr heterogen und komplex ist, kann man die Beiträge der einzelnen Faktoren zum (gemittelten) NMR-Signal insbesondere in-vivo, nicht einfach trennen. Ziel unserer Arbeit ist es, Zufallsbewegungen in wohldefinierten Modellsystemen mittels Monte-Carlo-Simulationen zu beschreiben um damit die Zusammenhänge zwischen dynamischen und strukturellen Eigenschaften quantitativ zu erfassen und zu verstehen. Eine vertiefende Untersuchung des mittleren Diffusionspropagators und des daraus zu erwartenden NMR-Signals wird verwendet und mit in-vivo Daten verglichen, um daraus Konsequenzen für weitere Experimente und Studien ziehen zu können.

Zufallsbewegungen in Gehirngewebemodellen

Wir untersuchen den mittleren Diffusionspropagator und die dazugehörende Signalabschwächung von Einflüssen wie:

1. Radien und Verteilung der Axone
2. Durchlässigkeit der Zellmembranen
3. Dichte der Axone
4. Beobachtungszeit text

Zusatzinformationen

Ansprechpartner

Prof. Dr. N. J. Shah (Teamleiter)

Priv.-Doz. Grinberg


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