Untersuchung von durch Erfahrung geprägten Gehirnveränderungen

In dieser Studie werden Magnetresonanztomographie-Scans (MRT) verwendet, um zu untersuchen, wie sich das Gehirn als Reaktion auf Lernen und auf Hirnläsionen bei gesunden Menschen und Menschen mit verschiedenen körperlichen Behinderungen verändert (sich neu organisiert).

Normale Freiwillige und Patienten mit Behinderungen wie Blindheit, Gliedmaßenamputation, Hemisphärektomie (Entfernung einer Gehirnhälfte) und Schlaganfall können für diese Studie in Frage kommen. Die Kandidaten werden durch medizinische und neurologische Untersuchungen überprüft.

Die Teilnehmer werden MRT-Scans durchführen lassen, während sie still liegen oder bestimmte Bewegungen ausführen, wie angewiesen. Die MRT verwendet ein starkes Magnetfeld und Radiowellen anstelle von Röntgenstrahlen, um strukturelle und chemische Veränderungen im Gewebe darzustellen. Während des Scans liegt der Proband auf einem Tisch in einem schmalen Zylinder, der ein Magnetfeld enthält. Über eine Gegensprechanlage kann er oder sie während des Eingriffs jederzeit mit einem Mitarbeiter sprechen. Bei allen Teilnehmern wird zunächst ein Scan durchgeführt, um die Gehirnstruktur zu zeigen. Dies dauert etwa 30 Minuten. Ein zweiter Scan misst den Blutfluss oder die biochemische Konzentration und dauert 1 bis 2 1/2 Stunden.

Abhängig von ihrer Behinderung nehmen die Patienten an einem der folgenden Tests teil:

• Blindheit – Hier wird die Fähigkeit blinder Menschen untersucht, taktile Informationen zu verarbeiten.
• Schlaganfall – Dabei werden Mechanismen untersucht, die der Wiederherstellung der motorischen Funktion nach einem Schlaganfall zugrunde liegen. Der Patient führt während des Scans willkürliche Bewegungen aus oder bleibt still.
• Amputation – Dabei werden Mechanismen untersucht, die der Fähigkeit des Gehirns zugrunde liegen, sich nach einer Amputation neu zu organisieren. Während des Scans bewegt der Patient verschiedene Körperteile oder verharrt still.
• Hemisphärektomie – Dabei werden Mechanismen untersucht, die der Fähigkeit einer Gehirnhälfte zugrunde liegen, Bewegungen beider Arme zu kontrollieren. Der Patient wird während des Scans verschiedene Bewegungen ausführen.

Normale Freiwillige nehmen an einem der folgenden Tests teil:

• Verwendungsabhängige Plastizität – Hiermit wird die Wirksamkeit von Amphetamin und Placebo beim Nachweis der Gehirnflexibilität bewertet. Der Freiwillige nimmt vor dem Scan ein Amphetamin oder Placebo (inaktive Pille) und führt dann eine bestimmte Übung mit dem Daumen durch.
• Motorische Ermüdung: Dabei werden die Mechanismen untersucht, die der Ermüdung zugrunde liegen und von der viele Patienten mit neurologischen Erkrankungen betroffen sind. Der Freiwillige spannt mehrere Minuten lang die Muskeln im Unterarm und in der Hand an, bis er oder sie Müdigkeit verspürt.
• Lichtentzug – Dabei werden Veränderungen im Gehirn bewertet, die nach Lichtentzug auftreten. Der Freiwillige bleibt bis zu 150 Minuten im Scanner in Ruhe.
• Somatosensorische Stimulation – Dabei wird untersucht, ob die Stimulation des Handgelenks zu Veränderungen der Handrepräsentation in dem Teil des Gehirns führen kann, der die Bewegung steuert. Der Freiwillige wird während des Tests zu verschiedenen Zeitpunkten Handbewegungen ausführen. Darüber hinaus werden bis zu 2 Stunden lang leichte Elektroschocks an das Handgelenk abgegeben. Obwohl die Stoßintensität reguliert wird, um Schmerzen zu vermeiden, kann es zu Beschwerden kommen.