Veränderungen im posterioren parietalen Kortex – primärer motorischer Kortexweg, hervorgerufen durch motorisches Training

Zielsetzung

Beim Erlernen eines Rhythmus muss das Gehirn die Informationen verschiedener Sinne (Augen, Ohren, Berührung) koordinieren. Diese Informationen müssen in einen Bewegungsplan integriert werden, um eine reibungslose, kontinuierliche Durchführung zu ermöglichen. Zwei Gehirnbereiche, die für diese Aufgabe von besonderem Interesse sind, sind der hintere parietale Kortex, der sensorische und motorische Informationen integriert, und der primäre motorische Kortex, der die Bewegungsbefehle an die Muskeln sendet. Diese Bereiche kommunizieren über Nervenverbindungen miteinander. Das Ziel dieses Forschungsvorschlags besteht darin, zu untersuchen, ob die Stärke der Verbindung zwischen diesen Bereichen durch das Üben einer einfachen Klopfaufgabe verändert werden kann und ob die Veränderung der Verbindungsstärke davon abhängt, ob die Rhythmen durch visuelle oder akustische Reize angezeigt wurden. Darüber hinaus werden wir untersuchen, wie die Fähigkeit, Rhythmen zu tippen, mit anderen kognitiven Fähigkeiten wie dem Lösen von Problemen zusammenhängt.

Studienpopulation

Wir beabsichtigen, 20 erwachsene gesunde Freiwillige ambulant zu untersuchen.

Design

In drei experimentellen Sitzungen schlagen wir vor, mithilfe der transkraniellen Magnetstimulation (TMS) und der Elektroenzephalographie (EEG) die Rolle des hinteren parietalen Kortex beim motorischen Lernen zu untersuchen. In Sitzung 1 wird eine neurologische Untersuchung durchgeführt und ein klinisches und anatomisches MRT (Magnetresonanzbild) erstellt. Sitzung 1 kann übersprungen werden, wenn im letzten Jahr ein MRT und eine neurologische Untersuchung am NIH durchgeführt wurden. In Sitzung 2 wird TMS verwendet, um die Verbindung zwischen dem hinteren parietalen Kortex und dem primären motorischen Kortex vor und nach dem Rhythmustraining zu untersuchen. Zusätzlich wird während der Trainingseinheit ein EEG aufgezeichnet. In Sitzung 3 werden wir untersuchen, wie die Fähigkeit, auf verschiedene Schläge zu tippen, mit höheren kognitiven Funktionen zusammenhängt. Wir zeichnen das EEG während des Klopfens einfacher Schläge auf und führen einen Problemlösungstest mit Stift und Papier durch.

Zielparameter

In Sitzung 2 wird das primäre Ergebnismaß die Änderung der Spitze-zu-Spitze-Amplitude des konditionierten motorisch evozierten Potenzials (MEP) nach dem Erlernen zeitlicher motorischer Sequenzen sein, die im primären motorischen Kortex gemessen werden. Ein sekundäres Ergebnismaß werden die interregionalen Kohärenzänderungen sein, die während des Trainings durch EEG gemessen werden. In Sitzung 3 wird das primäre Ergebnis die Leistung bei der Klopfaufgabe und beim Stift- und Papiertest sein sowie die interregionalen Kohärenzänderungen, gemessen durch EEG während der Klopfaufgabe.