610 Medizin und Gesundheit
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Purpose: Aberrant PI3K/AKT/mTOR signaling has been linked to oncogenesis and therapy resistance in various malignancies including leukemias. In Philadelphia chromosome (Ph) positive leukemias, activation of PI3K by dysregulated BCR-ABL tyrosine kinase (TK) contributes to the pathogenesis and development of resistance to ABL-TK inhibitors (TKI). The PI3K pathway thus is an attractive therapeutic target in BCR-ABL positive leukemias, but its role in BCR-ABL negative ALL is conjectural. Moreover, the functional contribution of individual components of the PI3K pathway in ALL has not been established.
Experimental design: We compared the activity of the ATP-competitive pan-PI3K inhibitor NVP-BKM120, the allosteric mTORC1 inhibitor RAD001, the ATP-competitive dual PI3K/mTORC1/C2 inhibitors NVP-BEZ235 and NVP-BGT226 and the combined mTORC1 and mTORC2 inhibitors Torin 1, PP242 and KU-0063794 using long-term cultures of ALL cells (ALL-LTC) from patients with B-precursor ALL that expressed the BCR-ABL or TEL-ABL oncoproteins or were BCR-ABL negative.
Results: Dual PI3K/mTOR inhibitors profoundly inhibited growth and survival of ALL cells irrespective of their genetic subtype and their responsiveness to ABL-TKI. Combined suppression of PI3K, mTORC1 and mTORC2 displayed greater antileukemic activity than selective inhibitors of PI3K, mTORC1 or mTORC1 and mTORC2.
Conclusions: Inhibition of the PI3K/mTOR pathway is a promising therapeutic approach in patients with ALL. Greater antileukemic activity of dual PI3K/mTORC1/C2 inhibitors appears to be due to the redundant function of PI3K and mTOR. Clinical trials examining dual PI3K/mTORC1/C2 inhibitors in patients with B-precursor ALL are warranted, and should not be restricted to particular genetic subtypes.
Despite advances in allogeneic stem cell transplantation, BCR-ABL-positive acute lymphoblastic leukaemia (ALL) remains a high-risk disease, necessitating the development of novel treatment strategies. As the known oncomir, miR-17~92, is regulated by BCR-ABL fusion in chronic myeloid leukaemia, we investigated its role in BCR-ABL translocated ALL. miR-17~92-encoded miRNAs were significantly less abundant in BCR-ABL-positive as compared to -negative ALL-cells and overexpression of miR-17~19b triggered apoptosis in a BCR-ABL-dependent manner. Stable isotope labelling of amino acids in culture (SILAC) followed by liquid chromatography and mass spectroscopy (LC-MS) identified several apoptosis-related proteins including Bcl2 as potential targets of miR-17~19b. We validated Bcl2 as a direct target of this miRNA cluster in mice and humans, and, similar to miR-17~19b overexpression, Bcl2-specific RNAi strongly induced apoptosis in BCR-ABL-positive cells. Furthermore, BCR-ABL-positive human ALL cell lines were more sensitive to pharmacological BCL2 inhibition than negative ones. Finally, in a xenograft model using patient-derived leukaemic blasts, real-time, in vivo imaging confirmed pharmacological inhibition of BCL2 as a new therapeutic strategy in BCR-ABL-positive ALL. These data demonstrate the role of miR-17~92 in regulation of apoptosis, and identify BCL2 as a therapeutic target of particular relevance in BCR-ABL-positive ALL.
Background: MicroRNAs circulating in the blood, stabilized by complexation with proteins and/or additionally by encapsulation in lipid vesicles, are currently being evaluated as biomarkers. The consequences of their differential association with lipids/vesicles for their stability and use as biomarkers are largely unexplored and are subject of the present study.
Methods: The levels of a set of selected microRNAs were determined by quantitative reverse-transcription PCR after extraction from sera or vesicle- and non-vesicle fractions prepared from sera. The stability of these microRNAs after incubation with RNase A or RNase inhibitor, an inhibitor of RNase A family enzymes was studied.
Results: The levels of microRNA-1 and microRNA-122, but not those of microRNA-16, microRNA-21 and microRNA-142-3p, declined significantly during a 5-h incubation of the sera. RNase inhibitor prevented the loss of microRNAs in serum as well as the degradation of microRNA-122, a microRNA not expressed in blood cells, in whole blood. Stabilization of microRNA-122 was also achieved by hemolysis. Prolonged incubation of the sera led to enrichment of vesicle-associated relative to non-vesicle-associated microRNAs. Vesicle-associated microRNAs were more resistant to RNase A treatment than the respective microRNAs not associated with vesicles.
Conclusions: Serum microRNAs showed differential stability upon prolonged incubation. RNase inhibitor might be useful to robustly preserve the pattern of cell-free circulating microRNAs. In the case of microRNAs not expressed in blood cells this can also be achieved by hemolysis. Vesicle-associated microRNAs appeared to be more stable than those not associated with vesicles, which might be useful to disclose additional biomarker properties of miRNAs.
Introduction: Acute kidney injury (AKI) can evolve quickly and clinical measures of function often fail to detect AKI at a time when interventions are likely to provide benefit. Identifying early markers of kidney damage has been difficult due to the complex nature of human AKI, in which multiple etiologies exist. The objective of this study was to identify and validate novel biomarkers of AKI.
Methods: We performed two multicenter observational studies in critically ill patients at risk for AKI - discovery and validation. The top two markers from discovery were validated in a second study (Sapphire) and compared to a number of previously described biomarkers. In the discovery phase, we enrolled 522 adults in three distinct cohorts including patients with sepsis, shock, major surgery, and trauma and examined over 300 markers. In the Sapphire validation study, we enrolled 744 adult subjects with critical illness and without evidence of AKI at enrollment; the final analysis cohort was a heterogeneous sample of 728 critically ill patients. The primary endpoint was moderate to severe AKI (KDIGO stage 2 to 3) within 12 hours of sample collection.
Results: Moderate to severe AKI occurred in 14% of Sapphire subjects. The two top biomarkers from discovery were validated. Urine insulin-like growth factor-binding protein 7 (IGFBP7) and tissue inhibitor of metalloproteinases-2 (TIMP-2), both inducers of G1 cell cycle arrest, a key mechanism implicated in AKI, together demonstrated an AUC of 0.80 (0.76 and 0.79 alone). Urine [TIMP-2].[IGFBP7] was significantly superior to all previously described markers of AKI (P <0.002), none of which achieved an AUC >0.72. Furthermore, [TIMP-2].[IGFBP7] significantly improved risk stratification when added to a nine-variable clinical model when analyzed using Cox proportional hazards model, generalized estimating equation, integrated discrimination improvement or net reclassification improvement. Finally, in sensitivity analyses [TIMP-2].[IGFBP7] remained significant and superior to all other markers regardless of changes in reference creatinine method.
Conclusions: Two novel markers for AKI have been identified and validated in independent multicenter cohorts. Both markers are superior to existing markers, provide additional information over clinical variables and add mechanistic insight into AKI. Trial registration: ClinicalTrials.gov number NCT01209169.
The live attenuated yellow fever (YF) vaccine has an excellent record of efficacy and one dose provides long-lasting immunity, which in many cases may last a lifetime. Vaccination stimulates strong innate and adaptive immune responses, and neutralizing antibodies are considered to be the major effectors that correlate with protection from disease. Similar to other flaviviruses, such antibodies are primarily induced by the viral envelope protein E, which consists of three distinct domains (DI, II, and III) and is presented at the surface of mature flavivirions in an icosahedral arrangement. In general, the dominance and individual variation of antibodies to different domains of viral surface proteins and their impact on neutralizing activity are aspects of humoral immunity that are not well understood. To gain insight into these phenomena, we established a platform of immunoassays using recombinant proteins and protein domains that allowed us to dissect and quantify fine specificities of the polyclonal antibody response after YF vaccination in a panel of 51 vaccinees as well as determine their contribution to virus neutralization by serum depletion analyses. Our data revealed a high degree of individual variation in antibody specificities present in post-vaccination sera and differences in the contribution of different antibody subsets to virus neutralization. Irrespective of individual variation, a substantial proportion of neutralizing activity appeared to be due to antibodies directed to complex quaternary epitopes displayed on the virion surface only but not on monomeric E. On the other hand, DIII-specific antibodies (presumed to have the highest neutralizing activity) as well as broadly flavivirus cross-reactive antibodies were absent or present at very low titers. These data provide new information on the fine specificity as well as variability of antibody responses after YF vaccination that are consistent with a strong influence of individual-specific factors on immunodominance in humoral immune responses.
Author Summary: The live-attenuated yellow fever vaccine has been administered to more than 600 million people worldwide and is considered to be one of the most successful viral vaccines ever produced. Following injection, the apathogenic vaccine virus replicates in the vaccinee and induces antibodies that mediate virus neutralization and subsequent protection from disease. In principle, many different antibodies are induced by viral antigens, but it is becoming increasingly clear that only a subset of them is capable of inactivating the virus, and some antibody populations appear to dominate the immune response. However, to date there has been very little information on individual-specific variations of immunodominance and how such variations can affect the functionality of antibody responses. In our study, we addressed these issues and analyzed the fine specificities of antibodies induced by YF vaccination as well as the contribution of different antibody subsets to virus neutralization in 51 vaccinees. We demonstrate an extensive degree of individual variation with respect to immunodominance of antibody populations and their contribution to virus neutralization. Such variations can have an impact on vaccine-mediated protection, and thus insight into this phenomenon can provide leads for novel strategies in modern vaccine design.
Introduction: We aimed at dissociating the neural correlates of memory disorders in Alzheimer’s disease (AD) and frontotemporal lobar degeneration (FTLD).
Methods: We included patients with AD (n = 19, 11 female, mean age 61 years) and FTLD (n = 11, 5 female, mean age 61 years) in early stages of their diseases. Memory performance was assessed by means of verbal and visual memory subtests from the Wechsler Memory Scale (WMS-R), including forgetting rates. Brain glucose utilization was measured by [18F]fluorodeoxyglucose positron emission tomography (FDG-PET) and brain atrophy by voxel-based morphometry (VBM) of T1-weighted magnetic resonance imaging (MRI) scans. Using a whole brain approach, correlations between test performance and imaging data were computed separately in each dementia group, including a group of control subjects (n = 13, 6 female, mean age 54 years) in both analyses. The three groups did not differ with respect to education and gender.
Results: Patients in both dementia groups generally performed worse than controls, but AD and FTLD patients did not differ from each other in any of the test parameters. However, memory performance was associated with different brain regions in the patient groups, with respect to both hypometabolism and atrophy: Whereas in AD patients test performance was mainly correlated with changes in the parieto-mesial cortex, performance in FTLD patients was correlated with changes in frontal cortical as well as subcortical regions. There were practically no overlapping regions associated with memory disorders in AD and FTLD as revealed by a conjunction analysis.
Conclusion: Memory test performance may not distinguish between both dementia syndromes. In clinical practice, this may lead to misdiagnosis of FTLD patients with poor memory performance. Nevertheless, memory problems are associated with almost completely different neural correlates in both dementia syndromes. Obviously, memory functions are carried out by distributed networks which break down in brain degeneration.
In der vorliegenden Arbeit wird untersucht, wie das Gehirn Bewusstsein erzeugt. Diese Frage wird als eines der größten Rätsel der heutigen Wissenschaft angesehen: Wie kann es sein, dass aus der Aktivität der Nervenzellen unsere subjektive Welt entsteht? Es ist offensichtlich nicht einfach, diese Frage wissenschaftlich zu untersuchen. Eine der vorgeschlagenen Strategien für die Untersuchung von Bewusstsein behauptet, dass man zunächst die neuronalen Korrelate des Bewusstseins finden sollte (Koch, 2004). Einer Definition zufolge sind die neuronalen Korrelate des Bewusstseins die kleinste Menge neuronaler Prozesse, die hinreichend für eine bestimmte bewusste Erfahrung sind (zum Beispiel für die bewusste Erfahrung des Blaubeergeschmacks). Manche behaupteten, die Entdeckung der neuronalen Korrelate des Bewusstseins würde es erlauben, dem Rätsel des Bewusstseins näher zu kommen (Crick & Koch, 1990). Nur wie soll man die neuronalen Korrelate des Bewusstseins finden? Eine relativ einfache Strategie dafür wurde schon vor mehr als 20 Jahren beschrieben. Es sollten einfach experimentelle Bedingungen erschaffen werden, in welchen ein Reiz manchmal bewusst wahrgenommen wird und manchmal nicht (Baars, 1989). Solche Analysen, die Bedingungen mit und ohne bewusste Wahrnehmung vergleichen, werden als „Kontrastierungsanalyse“ bezeichnet (da zwei Bedingungen miteinander kontrastiert werden). Es existieren viele verschiedene experimentelle Paradigmen, bei welchen man den Reiz unter denselben Bedingungen präsentieren kann, so dass er bei manchen Versuchsdurchgängen bewusst wahrgenommen wird, bei anderen nicht (Kim & Blake, 2005). Mit solchen experimentellen Paradigmen kann man angeblich die neuronalen Korrelate des Bewusstseins finden, wenn man a) bei jedem Durchgang die Versuchsperson fragt, ob oder was die Versuchsperson bei dem Durchgang wahrgenommen hat und b) gleichzeitig die neuronalen Prozesse misst (zum Beispiel mit EEG, MEG oder fMRT). Anschließend kann man die erhobenen neuronalen Daten unter den Bedingungen mit und ohne bewusste Wahrnehmung vergleichen.
Mittlerweile gibt es viele Studien, in denen solche experimentelle Paradigmen – und damit die Kontrastierungsanalyse – angewendet wurden. Insofern könnte man glauben, die neuronalen Korrelate des Bewusstseins seien schon gefunden worden. Allerdings ist dies nicht der Fall. Es existiert in der Literatur weiterhin Uneinigkeit darüber, ob die Korrelate des Bewusstseins früh oder spät in der Zeit liegen, und ob die Korrelate in sensorischen Arealen oder eher im hierarchisch höheren fronto-parietalen Kortex zu finden sind.
Nach unserer Meinung sind die experimentellen Paradigmen, die üblicherweise zum Auffinden der neuronalen Korrelate des Bewusstseins verwendet werden, nicht spezifisch genug, um diese eindeutig zu lokalisieren. Eher glauben wir, dass die klassische Kontrastierungsanalyse auch andere Prozesse als Ergebnisse hervorbringt und uns deshalb prinzipiell nicht zu den neuronalen Korrelaten des Bewusstseins führen kann.
Im Kapitel 2 wird erklärt, wieso die typischen experimentellen Paradigmen nicht die neuronalen Korrelate des Bewusstseins ausfindig machen können. Wir behaupten, dass der Vergleich neuronaler Daten aus experimentellen Bedingungen mit und ohne bewusste Wahrnehmung auch die neuronalen Prozesse widerspiegeln könnte, die bewussten Wahrnehmungen entweder vorausgehen oder folgen. Es ist beispielsweise bekannt, dass neuronale Prozesse vor Auftreten des Reizes darüber bestimmen können, ob der Reiz bewusst wahrgenommen wird oder nicht (Busch, Dubois, & VanRullen, 2009; Mathewson, Gratton, Fabiani, Beck, & Ro, 2009). Wenn man experimentelle Bedingungen mit und ohne bewusster Wahrnehmung miteinander vergleicht, werden auch solche Prozesse als Ergebnis auftauchen, obwohl diese zeitlich klar vor dem Reiz stattfinden und deshalb keine neuronalen Korrelate des Bewusstseins sein können. Es ist natürlich einfach zu entscheiden, dass diese Prozesse, die schon vor dem Reiz stattfinden, der bewussten Wahrnehmung vorausgehen müssen, aber es ist unmöglich zu sagen, ob ein neuronaler Prozess 100 oder 200 Millisekunden nach der Präsentation des Reizes immer noch ein Vorläuferprozess ist schon ein neuronales Korrelat des Bewusstseins darstellt. Deshalb ist die typische Kontrastierungsanalyse nicht spezifisch genug und wir wissen nicht, ob neuronale Prozesse, die durch die Kontrastierungsanalyse aufgedeckt werden, direkt die neuronalen Korrelate des Bewusstseins oder eher Prozesse vor der bewussten Wahrnehmung widerspiegeln.
Nicht nur die Vorläuferprozesse der bewussten Warnehmung stellen ein Problem dar. Auch Konsequenzen der bewussten Verarbeitung werden durch die Kontrastierungsanalyse gefunden. Beispielsweise wurden im medialen Temporallappen Neurone gefunden, die nur dann feuern, wenn ein Patient eine Person auf einem Bild bewusst erkennt, aber nicht feuern, wenn der Patient die Person auf dem Bild nicht bewusst wahrnimmt (Quiroga, Mukamel, Isham, Malach, & Fried, 2008). So könnte man vorerst meinen, dass das Feuern dieser Neurone das neuronale Korrelat des Bewusstseins sein könnte. Nach einer Läsion, sprich neuronalen Schädigung des medialen Temporallappens kann man die Welt jedoch weiterhin bewusst wahrnehmen (man hat jedoch Probleme mit dem Gedächtnis und Wiedererkennen). Insofern kann das Feuern dieser Neurone nicht das neuronale Korrelat des Bewusstseins sein und ist eher ein Beispiel für die Konsequenz der bewussten Verarbeitung. Wir behaupten, dass es noch viele andere solcher Vorläuferprozesse und Konsequenzen gibt, die notwendigerweise als Ergebnis bei der Kontrastierungsanalyse auftauchen, und also ist die typische Kontrastierungsanalyse extrem unspezifisch bezüglich der neuronalen Korrelate des Bewusstseins. In anderen Worten: Die typische Kontrastierungsanalyse, bei welcher man experimentelle Bedingungen mit und ohne bewusste Wahrnehmung miteinander vergleicht, wird uns nicht helfen die neuronalen Korrelate des Bewusstseins zu finden.
Wir glauben, dass neue experimentelle Paradigmen entwickelt werden sollten, um die neuronalen Korrelate des Bewusstseins ausfindig zu machen. Wahrscheinlich gibt es kein einfaches Experiment, mit dem man die Vorläuferprozesse und Konsequenzen vollständig vermeiden kann, um damit direkt die neuronalen Korrelate des Bewusstseins zu bestimmen. Eher braucht man viele verschiedene Experimente, die Schritt für Schritt unser Wissen über die neuronalen Korrelate des Bewusstseins erweitern.
In der vorliegenden Arbeit (in Kapiteln 3, 4 und 5) wird ein neues experimentelles Paradigma angewandt. Dieses Paradigma wird nicht alle oben erwähnten Probleme lösen, wird aber hoffentlich erlauben, einige Vorläuferprozesse der bewussten Wahrnehmung von den neuronalen Korrelaten des Bewusstseins auseinanderzuhalten. Der Vorteil unseres experimentellen Paradigmas besteht darin, dass die bewusste Wahrnehmung durch zwei verschiedene Vorläuferprozesse beeinflusst wird. Die Versuchspersonen müssen auf schnell präsentierten und mittels Rauschens undeutlich gemachten Bildern eine Person detektieren. Die experimentellen Bedingungen sind derart gestaltet, dass die Versuchspersonen nicht bei jedem Durchgang die Person auf dem Bild wahrnehmen können. Damit können wir den Wahrnehmungsprozess manipulieren. Bei einer Manipulation variieren wir den Anteil des Rauschens auf dem Bild und damit die sensorische Evidenz. Je weniger Rauschen, desto besser können die Versuchspersonen die Bilder wahrnehmen und desto öfter sehen sie auch bewusst die Person auf dem Bild. Bei der anderen experimentellen Manipulation der Wahrnehmung werden einige Bilder den Versuchspersonen vorher klar und ohne Rauschen gezeigt. Damit erschafft man Wissen über bestimmte Bilder, die später mit Rauschen präsentiert werden. Man kann zeigen, dass solch bestehendes Wissen tatsächlich die Wahrnehmung beeinflusst. Wenn die Versuchspersonen bestehendes Wissen über ein Bild haben, ist es wahrscheinlicher, dass sie die Person auf dem Bild bewusst wahrnehmen. Damit haben wir zwei verschiedene Vorläuferprozesse – sensorische Evidenz und bestehendes Wissen, die beide die bewusste Wahrnehmung beeinflussen. Beide Vorläuferprozesse erhöhen den Anteil der Durchgänge, in welchen die Versuchspersonen die Person auf dem Bild bewusst wahrnehmen.
Mit diesem experimentellen Paradigma möchten wir einige Aussagen über die neuronalen Korrelate des Bewusstseins testen. Wenn über einen neuronalen Prozess behauptet wird, dass er einem neuronalen Korrelat des Bewusstseins entspricht, müsste dieser Prozess von den beiden manipulierten Vorläuferprozessen in ähnlicher Weise beeinflusst werden, da bewusste Wahrnehmung durch beide manipulierten Vorläuferprozessen in ähnlicher Weise erleichtert wird. Wenn aber der Prozess, über den behauptet wird, er sei ein neuronales Korrelat des Bewusstseins, nicht durch beide Manipulationen geändert wird, kann dieser Prozess kein neuronales Korrelat des Bewusstseins sein, da er nicht beeinflusst wird, obwohl die bewusste Wahrnehmung geändert wurde.
Mit diesem experimentellen Paradigma und dieser Logik haben wir zwei unterschiedliche neuronale Prozesse getestet, von denen behauptet wird, dass sie den neuronalen Korrelaten des Bewusstseins entsprechen könnten. In Kapitel 3 wurde untersucht, ob lokale kategorienspezifische Gammabandaktivität die neuronalen Korrelate des Bewusstseins reflektieren könnte. In Kapitel 4 wurde mit diesem experimentellen Paradigma untersucht, ob die neuronale Synchronisierung dem neuronalen Korrelat des Bewusstseins entsprechen könnte.
Unsere Arbeit im Kapitel 3 baut auf der von Fisch und Kollegen (2009) auf. Fisch und Kollegen (2009) zogen aus ihrer experimentellen Arbeit den Schluss, dass lokale kategorienspezifische Gammabandaktivität die neuronalen Korrelate des Bewusstseins reflektieren könnte. Sie hatten Elektroden auf dem visuellen Kortex von Epilepsiepatienten implantiert und von diesen Elektroden die Gammabandaktivität abgeleitet. Im ersten Schritt suchten sie nach Elektroden, die kategorienspezifische Antworten zeigen. Bei den kategorienspezifischen Elektroden ist die Gammabandaktivität abhängig vom präsentierten Stimulusmaterial. Zum Beispiel kann man bei einer Elektrode auf dem Fusiform Face Area starke Gammabandaktivität nur dann messen, wenn ein Gesicht auf dem Bild zu sehen ist. Die Autoren benutzten solche kategorienspezifischen Elektroden, um nach den neuronalen Korrelaten des Bewusstseins zu suchen. Sie zeigten den Patienten Bilder von Gesichtern, Häusern und Objekten, die direkt nach der kurzen Präsentation maskiert wurden, so dass die Patienten nur bei manchen Durchgängen erkannten, was auf dem Bild war, bei anderen Durchgängen nicht. Dies entspricht der typischen Kontrastierungsanalyse. Die Ergebnisse haben klar gezeigt, dass bei diesen kategorienspezifischen Elektroden die Gammabandaktivität erhöht wurde, als die Patienten bewusst wahrnahmen, was auf dem Bild zu sehen war. Aus diesen Ergebnissen zogen die Autoren den Schluss, dass lokale kategorienspezifische Gammabandaktivität dem neuronalen Korrelat des Bewusstseins entspricht. Diese Aussage wollten wir mit unserem experimentellen Paradigma testen.
Um diese Behauptung zu untersuchen, erhoben wir sehr ähnliche Daten wie Fisch et al. (2009) und analysierten die Daten auf ähnliche Weise. Unsere experimentelle Frage war, ob die lokale kategorienspezifische Gammabandaktivität durch unsere beiden Manipulationen – sensorische Evidenz und bestehendes Wissen – in ähnlicher Weise erhöht wird. Dies sollte der Fall sein, wenn die lokale kategorienspezifische Gammabandaktivität dem neuronalen Korrelat des Bewusstseins entspricht, da sensorische Evidenz und bestehendes Wissen beide den Anteil der Durchgänge, in welchen die Versuchsperson die Person auf dem Bild bewusst wahrnimmt, erhöhen. Dieses Ergebnis wurde nicht gefunden. Stattdessen fanden wir, dass die lokale kategorien-spezifische Gammabandaktivität nur durch sensorische Evidenz erhöht wurde, bestehendes Wissen aber keinen Effekt auf diese Aktivierung hatte. Da bestehendes Wissen auch den Anteil der Durchgänge mit bewusster Wahrnehmung erhöht, die kategorienspezifische Gammabandaktivität aber nicht durch bestehendes Wissen erhöht wurde, kann man schlussfolgern, dass die kategorienspezifische Gammabandaktivität nicht die neuronalen Korrelate des Bewusstseins reflektieren kann.
Als nächstes (Kapitel 4) haben wir die Hypothese getestet, dass Synchronizität dem neuronalen Korrelat des Bewusstseins entspricht. Um diese Idee zu testen, maßen wir mittels Magnetoenzephalographie die magnetischen Felder des Gehirns, schätzten aus diesen Daten mittels Beamforming die neuronalen Aktivitätsquellen und quantifizierten die Synchronizität zwischen diesen Quellen. Wenn die interareale Synchronizität dem neuronalen Korrelat des Bewusstseins entspräche, sollte die Synchronizität für Bedingungen mit mehr sensorischer Evidenz und mit bestehendem Wissen erhöht sein. Dies wurde nicht beobachtet. Wir fanden, dass Synchronizität (gemittelt über die Quellen) nur bei den Bildern erhöht war, für die bestehendes Wissen vorlag. Ein ähnlicher Effekt für sensorische Evidenz wurde nicht gefunden. Insofern können wir sagen, dass unsere Befunde dagegen sprechen, dass neuronale Synchronizität den Mechanismus für Bewusstsein darstellt. Allerdings können wir das in diesem Fall auch nicht völlig ausschließen, denn Synchronizität könnte die Informationsverarbeitung auf einem kleineren Maßstab koordinieren als wir es mit dem MEG messen können (Singer, in press).
Im Kapitel 5 untersuchten wir, wie schnell bestehendes Wissen bewusste Verarbeitung beeinflussen kann. Um dies herauszufinden machten wir uns die intraindividuellen Unterschiede der perzeptuellen Leistung zu Nutze. Wir fanden, dass bestehendes Wissen bewusste Verarbeitung schon innerhalb der ersten 100 Millisekunden nach der Präsentation des Reizes beeinflusst. Wir beobachteten auch, dass ein größerer perzeptueller Effekt des bestehenden Wissens in geringerer neuronaler Aktivität in Durchgängen mit bestehendem Wissen hervorruft. Diese Ergebnisse sind im Einklang mit Theorien, die besagen, dass unsere Wahrnehmung bestehendes Wissen nutzt, um vorherzusagen, wie die visuelle Welt sich ändert und um die neuronalen Antworten zu verringern (Friston, 2010).
In der vorliegenden Arbeit wurde diskutiert, warum die typische Kontrastierungsanalyse uns nicht zu den neuronalen Korrelaten des Bewusstseins führen kann. Wir schlugen vor, dass neue experimentelle Paradigmen nötig sind, um näher an die neuronalen Korrelate des Bewusstseins heranzukommen. Es wurde ein neues Paradigma benutzt, um zwischen Vorläuferprozessen und neuronalen Korrelate des Bewusstseins zu unterscheiden. Mit diesem Paradigma wurden zwei sehr unterschiedliche Hypothesen getestet und gefunden, dass die kategorienspezifische Gammabandaktivität nicht die neuronalen Korrelate des Bewusstseins widerspiegeln kann. Wir hoffen, dass unsere Experimente eine Entwicklung von vielen weiteren und besseren experimentellen Paradigmen stimuliert, die zwischen den Vorläuferprozessen, den Konsequenzen und den eigentlichen Korrelaten des Bewusstseins unterscheiden können. Wenn man über die Kontrastierungsanalyse hinausgeht, kann man die gegenwärtigen Theorien des Bewusstseins testen und damit Schritt für Schritt näher an die neuronalen Grundlagen des Bewusstseins kommen.
Objective. To test the influence of personalized ultrasound (PersUS) on patient management in critical care. Design of the Study. Prospective, observational, and critical care setting. Four substudies compared PersUS and mobile ultrasound, work distribution, and diagnostic and procedural quality. Patients and Interventions. 640 patient ultrasound exams including 548 focused diagnostic exams and 92 interventional procedures. Main Outcome Measures. Number of studies, physician’s judgement of feasibility, time of usage per patient, and referrals to echo lab. Results. Randomized availability of PersUS increased its application in ICU work shifts more than twofold from 33 to 68 exams mainly for detection and therapy of effusions. Diagnostic and procedural quality was rated as excellent/very good in PersUS-guided puncture in 95% of cases. Integrating PersUS within an initial physical examination of 48 randomized cases in an emergency department, PersUS extended the examination time by 100 seconds. Interestingly, PersUS integration into 53 randomized regular ward rounds of 1007 patients significantly reduced average contact time per patient by 103 seconds from 8.9 to 7.2 minutes. Moreover, it lowered the patient referral rate to an echo lab from 20% to 2% within the study population. Conclusions. We propose the development of novel ultrasound-based clinical pathways by integration of PersUS.
For the pathologist, the diagnosis of drug induced liver injury (DILI) is challenging, because histopathological features mimic all primary hepatic and biliary diseases, lacking changes that are specific for DILI. Therefore, in any patient of suspected DILI who underwent liver biopsy, the pathologist will assure the clinician that the observed hepatic changes are compatible with DILI, but this information is less helpful due to lack of specificity. Rather, the pathologist should assess liver biopsies blindly, without knowledge of prior treatment by drugs. This will result in a detailed description of the histological findings, associated with suggestions for potential causes of these hepatic changes. Then, it is up to the physician to reassess carefully the differential diagnoses, if not done before. At present, liver histology is of little impact establishing the diagnosis of DILI with the required degree of certainty, and this shortcoming also applies to herb induced liver injury (HILI). To reach at the correct diagnoses of DILI and HILI, clinical and structured causality assessments are therefore better approaches than liver histology results obtained through liver biopsy, an invasive procedure with a low complication rate.