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Zuordnung von an der motorischen Steuerung beteiligten Regionen des menschlichen Gehirns

EU-geförderte Wissenschaftler haben während der Ausführung von motorischen Aufgaben beim Menschen die kortikale Stimulation sowie gleichzeitig kortikale und muskuläre Aufzeichnungsmethoden eingesetzt. Die generierten Daten bieten Einblick in Gehirnbereiche, die an motorischen Erkrankungen beteiligt sind.
Zuordnung von an der motorischen Steuerung beteiligten Regionen des menschlichen Gehirns
Die Steuerung des Gehirns der Körperbewegungen findet großräumig getrennt in der linken und rechten Gehirnhälfte statt. Dies gilt auch bei Hirnschlag, der häufig eine teilweise Paralyse auf der Seite verursacht, die der betroffenen Gehirnhälfte gegenüberliegt. Die entsprechenden Bereiche der primär motorischen Kortizes sind jedoch eng miteinander verbunden und weisen ein empfindliches Gleichgewicht auf.

Bewegungsstörungen treten bei einigen motorischen Erkrankungen einseitig auf. Frühe Symptome von Parkinson beginnen einseitig, obwohl einseitige kortikale Änderungen fehlen und Symptome einer durch aufgabenspezifisch induzierte Handdystonie (FHD) ausschließlich auf einer Seite auftreten und sich selten auf die andere Seite ausbreiten.

Die interhemisphärische, kortikale Interaktion und ihre Rolle bei der zerebromuskulären Kupplung und in zerebralen oszillatorischen Netzwerken, die der motorische Aktivität dienen, sind weitgehend ungeklärt. Unterstützt durch die EU-Finanzmittel des Projekts 'Modulating interhemispheric interaction in physiology and disease' (BILATERAL MODULATION) haben Wissenschaftler Gehirnbereiche zugeordnet, die während der Ausführung einer tremorinduzierenden, motorischen Bewegung aktiviert werden, um diesen Aspekt der motorischen Bewegung zu untersuchen.

Sie haben unter Verwendung der Magnetenzephalographie (MEG) gleichzeitige Muskel- und Hirnaufzeichnungen bei Patienten mit neuropathischem Tremor durchgeführt, bei dem die Pathologie der peripheren Nerven ein Zittern der oberen Gliedmaßen verursacht. Vorläufige Ergebnisse zeigen, dass eine Gruppe der Patienten einen primären Auslöser des Tremors im contralateralen, primären motorischen Cortex aufweist, während sich der Auslöser in einer zweiten Gruppe im ipsilateralen Cerebellum befindet. Mehrere Patienten scheinen einen signifikanten Beitrag aus beiden Hirnarealen zu haben und können eine dritte Zwischengruppe bilden. Derzeit werden Analysen durchgeführt, um zu ermitteln, ob die Verbindung vom Cortex zum Cerebellum oder umgekehrt ist.

In einer parallel durchgeführten Studie haben Forscher ein Neurostimulationsprotokoll entwickelt, das verwendet werden kann, um eine konsistente Verhaltensänderung zu produzieren, nämlich eine Änderung der Schreibleistung. Dieses Protokoll verwendet die transkranielle Gleichstromstimulation (tDCS), eine Technik, die es seit über 100 Jahren gibt und wieder als extrem sichere Methode in den Mittelpunkt des Interesses gerückt ist. Mit ihr können grundlegende Hirnfunktionen bei Menschen untersucht werden. Die Forscher entwickeln derzeit die Analysesoftware.

Durch die Studien von Bewegungsstörungen und -dysfunktion, die Verhaltensaufgaben mit Aufzeichnungen und Stimulation der kortikalen motorische Areale verwenden, wird erwartet, dass das Projekt BILATERAL MODULATION die neuronalen Signalwege erklärt, welche bestimmte Pathologien vermitteln. Die Daten bieten zudem Einblick in interhemisphärische Interaktionen sowohl bei Patienten als auch bei gesunden Menschen.

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