Die Frühentwicklung des motorischen Kortexes
Eine wichtige Entwicklungsstufe beinhaltet die sensomotorische Integration, bei der die motorischen und die somatosensorischen Systeme dazu beitragen, Körperbewegung und Koordination zu unterstützen. Die Frühphasen dieses Prozesses beinhalten das Auftreten spontaner Bewegungen. Wissenschaftler arbeiteten unter der Ägide des Projekts MOTOR_DEV (Sensory feedback in the development of motor cortex: underlying physiological network mechanisms and its relation to epileptic discharges) daran, die Bedeutung spontaner Bewegungen in der frühen Entwicklungsphase des motorischen Kortex zu verstehen. Hierfür musste zusätzlich zu Modellierungen die elektrophysiologische Aktivität bei neonatalen Ratten sowie translaminarer Rückenmarksneuronen aufgezeichnet werden. Während der ersten Phasen des Projekts entwickelten Forscher erfolgreich Methoden zur Durchführung elektrophysiologischer Aufzeichnungen bei Ratten und Rückenmarksneuronen. Es wurden ebenfalls elektroklinische Entkopplungen bei neonatalen Ratten modelliert, um Erkenntnisse zu epileptischen Anfällen zu gewinnen. Die Experimente zeigten, dass das sensorische Feedback entscheidend für die sensomotorische Integration ist. Forscher beobachteten in Fällen einer Deafferentierung und isolierter Rückenmarke eine sensomotorische Entkopplung. Die Ergebnisse lassen darauf schließen, dass das sensorische Feedback von spontanen Bewegungen wichtig für die Koordination von Aktivitäten bei den sensomotorischen Rückenmarkskreisen ist, die sich in der Entwicklung befinden. Forscher untersuchten die Auswirkungen spontaner Bewegungen auf Spindle-Burst-Aktivitäten im primären motorischen Kortex (M1). Ferner wurden über die lokale Zuführung von Bicucullin epilepsieähnliche Bedingungen induziert, um die Auswirkungen des sensorischen Feedbacks auf die aktivitätsabhängige Bildung kortikaler sensomotorischer Kreise zu untersuchen. Die gleichzeitige Aufzeichnung von M1-Aktivitäten und des motorischen Verhaltens bei neugeborenen Ratten während der postnatalen Phase lieferte neue Erkenntnisse. Es wurde bspw. entdeckt, dass die epileptiformen Entladungen in M1 während der neonatalen Phase hauptsächlich infraklinisch sind. M1-Aktivitäten werden in erster Linie durch spontane Bewegungen wie Zuckungen während der ersten Lebensphasen ausgelöst. Die Projektaktivitäten haben eine große klinische Bedeutung, da im Fokus der zukünftigen Forschung die Erforschung und Heilung von Hirnentwicklungserkrankungen wie neonatalen Epilepsien stehen könnte.
Schlüsselbegriffe
Motorischer Kortex, sensorisches Feedback, spontane Bewegung, Modellierung, elektroklinische Entkopplung, Epilepsie
