Search

Der mediale Temporallappen, bestehend aus hippocampaler Formation und den angrenzenden neokortikalen Strukturen, ist das zentrale neuroanatomische Substrat von deklarativem Langzeitgedächtnis. In den vorgestellten Studien sind anhand verschiedener humaner Läsionsmodelle die Funktionen des medialen Temporallappens näher charakterisiert worden. Weiterhin wurden die hierfür entwickelten Paradigmen zur Untersuchung von Gedächtnisstörungen im klinischen Kontext angewendet. Die Untersuchung von Patienten mit selektiven, epilepsiechirurgischen Läsionen der rechten hippocampalen Formation zeigte, dass der mediale Temporallappen nicht nur für Langzeitgedächtnisprozesse, sondern auch für die Repräsentation von assoziativen Gedächtnisinhalten über sehr kurze Zeiträume relevant ist. Die hippocampale Formation leistet weiterhin einen entscheidenden Beitrag zum räumlichen Gedächtnis, wenn eine egozentrische Enkodierung zu erinnernder Stimuli nicht möglich ist und eine allozentrische Repräsentation erforderlich wird. Im Gegensatz hierzu scheint das Gedächtnis für musikalische Inhalte weitgehend unabhängig vom medialen Temporallappen zu sein. Patienten mit anti-NMDA-Rezeptor-Enzephalitis weisen auch im Langzeitverlauf kognitive Defizite auf, insbesondere Störungen von Exekutivfunktionen und Gedächtnis. Das Ausmaß der persistierenden Defizite ist hierbei von der Effektivität der Immuntherapie in der Akutphase der Erkrankung abhängig. In den beobachteten Defiziten spiegelt sich die zentrale Bedeutung der NMDA-Rezeptoren für synaptische Plastizität, die die molekulare Grundlage für Lernen und Gedächtnis bildet. Auch nach einer durch Herpes-simplex-Virus Typ 1 hervorgerufenen Enzephalitis stehen Gedächtnisdefizite regelmäßig im Vordergrund der Beschwerden. Der Nachweis von Antikörpern gegen den NMDA- Rezeptor bei einem relevanten Anteil von Patienten mit Herpesenzephalitis weist auf einen möglichen pathophysiologischen Beitrag dieser Antikörper zu den kognitiven Defiziten bei der Herpesenzephalitis hin und eröffnet die Möglichkeit einer immuntherapeutischen Behandlung., The medial temporal lobe, i.e. the hippocampal formation and adjacent neocortical structures, is the central neuroanatomical substrate of declarative memory. The here presented work investigated memory functions of the medial temporal lobe using different human lesion models and newly developed memory paradigms. These memory paradigms were then applied to characterize memory deficits in clinical populations. The investigation of patients with selective surgical lesions to the right hippocampal formation revealed that the medial temporal lobe is not only involved in long-term memory, but also significantly contributes to associative short-term memory. The hippocampal formation is furthermore essential for spatial memory in situations that exceed the potential of egocentric representations and that require the maintenance of allocentric spatial memory stimuli. The memory for music, in contrast, appears to be independent of the medial temporal lobe. Patients with anti-NMDA receptor encephalitis show persistent cognitive deficits with predominant impairment of memory and executive functions. The severity of these deficits depends on the effectiveness of immunotherapy during the acute stage of the disease. The observed deficits reflect the central role of NMDA receptors for synaptic plasticity as underlying mechanism for learning and memory. Memory deficits are also a key symptom in patients with herpes encephalitis. The detection of NMDA receptor antibodies in these patients indicates a contribution of these antibodies to the pathophysiology of cognitive deficits in herpes encephalitis and provides the possibility of an immunotherapeutic treatment.

Der mediale Temporallappen (MTL) und seine Bedeutung für das Gedächtnis sind seit Jahrzehnten Gegenstand der wissenschaftlichen Diskussion. Bislang besteht kein Konsens über das Zusammenspiel seiner einzelnen neuroanatomischen Untereinheiten bei der Verarbeitung und Repräsentation von Gedächtnisinhalten. Die Funktion des Hippokampus steht dabei aufgrund seiner zentralen Lage und besonderen Konnektivität vorrangig im Fokus des Interesses. Trotz umfangreicher Untersuchungen an Menschen und Tiermodellen fehlt gegenwärtig eine umfassende Theorie seiner Funktion, da der Hippokampus mit mehreren zum Teil gegensätzlich erscheinenden Domänen des Gedächtnisses in Verbindung gebracht wird. Problematisch ist in diesem Zusammenhang das Fehlen eines einheitlichen humanen Läsionsmodells in der bisherigen Literatur, was die eindeutige Interpretation von Läsionsstudien oftmals erschwert. Die vorliegende Arbeit präsentiert Daten aus neuropsychologischen Untersuchungen an Patienten mit umschriebenen chirurgischen Läsionen des MTL. Es wird gezeigt, dass der Hippokampus entgegen der traditionellen Lehrmeinung auch an Kurzzeitgedächtnisprozessen beteiligt ist und dass dabei eine Spezialisierung auf räumlich-assoziative Gedächtnisinhalte vorliegt. Nicht-räumliche Assoziationen scheinen hingegen unabhängig vom Hippokampus repräsentiert zu werden. Darüber hinaus werden anhand einer vergleichenden Läsionsstudie Belege für Kompensationsmechanismen erbracht, welche von der Ätiologie der MTL-Läsion abhängig sind und deren Effizienz das Ausmaß funktioneller Defizite nach Läsionen des MTL mitbestimmt. Rückschlüsse auf Struktur-Funktions-Beziehungen in Läsionsstudien müssen solche Kompensationsprozesse berücksichtigen., For decades, the medial temporal lobe (MTL) and its role in memory have been the subject of intense scientific discussion. In this context, the hippocampus has been of particular interest due to its central position within the MTL. To date, there is no consensus on how the hippocampus and adjacent regions of the MTL interact during processing and representation of memory content. Experimental work in humans and animal models suggests involvement of the hippocampus in multiple memory domains, some of which appear to be conflicting. As a consequence, there is currently no comprehensive theory of hippocampal function. The discussion is complicated by the lack of an integrative experimental model of human hippocampal dysfunction which is why an unambiguous interpretation of human lesion studies is difficult. This thesis presents data from behavioural studies on patients with circumscribed surgical lesions of the MTL performing delayed-match-to-sample tasks with different stimulus material. In contrast to the traditional view, it shows that the hippocampus is also involved in short term memory, at least with stimulus material that contains spatial associations. On the other hand, the representation of non-spatial associations seems to be largely independent of the hippocampus. Furthermore, evidence of compensational mechanisms following hippocampal damage in the early stages of brain maturation is presented. It is proposed that the efficiency of these mechanisms co-determines the magnitude and pattern of functional deficits following damage to the MTL. Conclusions drawn from lesion studies about structure-function-relationships must take into account these compensational mechanisms.