Neueste Forschung über die Ursachen von Schwindel
Um den Kopf aufrecht zu halten, unterscheidet das zentrale Nervensystem zwischen von außen erzwungenen und selbst erzeugten Kopf- und Körperbewegungen. Reflexe für von außen auferlegte Kopfbewegungen aktivieren Motorneuronen für die Beibehaltung von Blick und Körperhaltung. Im Gegensatz dazu werden für selbst erzeugte Bewegungen vestibuläre Signale im frühesten Stadium der vestibulären Verarbeitung unterdrückt, da theoretisch jede selbst erzeugte vestibuläre Antwort der beabsichtigten Bewegung entgegenwirken würde. Das Projekt HEADS-UP (The modulation of vestibular reflexes during self-generated head-neck movements) untersuchte, warum eigene und von außen bewirkte Bewegungen so sehr verschiedene motorische Reaktionen erzeugen, obwohl doch die vestibulären Sensoren nicht zwischen ihnen unterscheiden können. Das Team verwendete neu entwickelte Roboter, Computermodellierung und technische Verfahren. Ganzkörper-Rotationsexperimente ergaben, dass die natürliche vestibuläre Stimulation die reflexsteuernden Nackenmuskeln modulierte (Stellreflex), was eine nichtlineare Informationsverarbeitung beim Menschen aufzeigt. Schließen der Augen modulierte den vestibulo-okulären Reflex inklusive der Augenbewegung, was eine neue Entdeckung darstellt. Untersuchungen an Kopf und Nacken ergaben, dass der elektrisch induzierte Stellreflex sowohl bei aktiven als auch bei passiven Kopfbewegungen unterdrückt wird. Das vestibuläre System kann auf diese Weise die reafferente Aktivität während der selbst erzeugten Kopfbewegungen von dem durch elektrische Stimulation erzeugten exafferenten Signal trennen, wodurch die Nackenbewegungsreaktionen speziell entsprechend der elektrischen Eingabe erfolgen. Die Umkehr der ausgleichenden motorischen Befehle und der damit assoziierten vestibulären sensorischen Antwort verursachte eine entsprechende Umkehrung der Winkelreaktion. In Bezug auf das Halten des Gleichgewichts besteht die Schlussfolgerung darin, dass das Nervensystem neue sensorische Zusammenhänge der Signal-/Motorbefehle assoziieren kann. Besonders wichtig für die zukünftige klinische Forschung ist, dass HEADS-UP bestätigte, dass alle afferenten Signale durch elektrische Stimulation beeinflusst werden. Die Forscher verglichen die dynamischen Eigenschaften von elektrisch und durch Bewegung stimulierten Stellreflexen, um die Nackenmuskelreaktion während der elektrischen Stimulation zu charakterisieren. Überdies stellten sie fest, dass das Vestibularsystem über die erwartete Frequenz hinaus, bis zu 150 Hz, zur Nackenmuskelaktivität beitragen kann. Die HEADS-UP-Forschung hat eine umfassende Wissensplattform darüber zur Verfügung gestellt, auf welche Weise das Vestibularsystem bei alltäglichen Aktivitäten die Kopfbewegung reguliert. Die Resultate ermöglichten gleichermaßen den Start eines neuen Projekts, das sich darauf konzentrierte, wie die Bedingungen der Schwerelosigkeit das Gleichgewicht im Stehen beeinflussen, was Folgen für die Weltraumforschung haben wird.
Schlüsselbegriffe
Gleichgewicht, Balance, vestibuläres System, Kopfbewegung, HEADS-UP, Reflex