BDNF und motorisches Lernen (BDNF)

Themen und Design: Es wird ein Pretest-/Posttest-Design verwendet. Eine Stichprobe gesunder College-Studenten wird untersucht und einem ersten Screening durch den PI oder Co-Ermittler unterzogen, das aus einer Anamnese und einer Überprüfung neurologischer Störungen besteht, um die Sicherheit und Qualifikationen für die Teilnahme zu beurteilen.

Einschluss-/Ausschlusskriterien: Zu den Einschlusskriterien gehören Alter zwischen 18 und 45 Jahren und keine Vorgeschichte von psychiatrischen oder neurologischen Erkrankungen. Zu den Ausschlusskriterien gehören Personen mit einer neuromuskulären Störung, die die Bewegung der oberen Extremitäten oder die Anfallsgeschichte beeinträchtigt. Die Probanden dürfen nicht schwanger sein und dürfen keine Metall- oder medizinischen Geräte tragen, die mit TMS-Tests nicht kompatibel sind.

Während die Testperson auf einem Stützstuhl sitzt, wird die Haut der Testperson rund um den ersten dorsalen Interoseus-Bauch und den Handrücken gereinigt. Als nächstes werden kleine elektromyografische (EMG) Oberflächenelektroden am Muskelbauch und an der Sehne angebracht. Eine Erdungselektrode wird auf dem Handrücken oder Handgelenk platziert.

Als nächstes wird die Schwelle für die TMS-Aktivierung des Zielmuskels bestimmt. Um die optimale Position für die Aktivierung des ersten dorsalen Interosseusmuskels zu finden, verwenden wir eine 70-mm-TMS-Spule in Form einer Acht, die an einen Magstim-Schnellmagnetstimulator angeschlossen ist. Die Spule wird auf der Kopfhaut ungefähr über den Bereich des primären motorischen Kortex (M1) in der kontralateralen Hemisphäre zur Aufzeichnungselektrode gehalten und systematisch bewegt, um die optimale Position zu finden. Einzelpuls-Magnetreize werden manuell mit etwa 0,1 Hz abgegeben, beginnend bei einer Intensität von 50 % des Stimulatormaximums. Dieser Wert wird systematisch angepasst, bis die motorische Ruheschwelle gefunden wird, die als die Mindestintensität definiert ist, die erforderlich ist, um in mindestens 5 von 10 Versuchen mit dem Zielmuskel in Ruhe ein motorisch evoziertes Potenzial (MEP) von >50 µV Spitze-zu-Spitze hervorzurufen . Es werden verschiedene kortikale Erregbarkeitsmessungen über einen Zeitraum von etwa 20 Minuten erfasst.

Unter der Aufsicht des PI oder Co-I wird 30 Minuten lang Finger-Tracking/Training angeboten. Die Probanden tragen ein Fingerelektrogoniometer am Mittelhandgelenk (MP) des Zeigefingers. Die Probanden nutzen Flexions-/Extensionsbewegungen des jeweiligen Gelenks, um Wellenformen auf einem Computerbildschirm zu verfolgen. Das Training würde aus 30 Blöcken mit Verfolgungsversuchen bestehen. Jeder Block besteht aus 3 Versuchen. Die Protokollparameter für verschiedene Blöcke unterscheiden sich in Wellenform, Amplitude, Frequenz, Versuchsdauer und Gelenkposition. Beispielsweise würde eine Rechteckwelle eine andere Bewegungsmusterausführung beinhalten als eine Dreieckswelle. Die Wellenformen können sich auch in der Unterarmposition unterscheiden, um „Reiz-Reaktion-kompatible“ oder „Reiz-Reaktion-inkompatible“ Bedingungen zu schaffen. Eine reiz-reaktionsinkompatible Gelenkposition würde beispielsweise das Strecken und Beugen des Gelenks (Finger MP oder Ellenbogen) in der horizontalen Ebene erfordern, um Cursorbewegungen in der vertikalen Ebene zu erzeugen. All diese Faktoren fordern die Fähigkeit des Einzelnen heraus, Probleme zu lösen, um optimales Lernen zu erreichen.

Nach dem Training und den Genauigkeitstests werden erneut Messungen der kortikalen Erregbarkeit durchgeführt, die etwa 20 Minuten dauern. Zuletzt wird eine Speichelprobe für das genetische Screening auf Polymorphismus des neurotrophen Faktors (BDNF) aus dem Gehirn entnommen. Wir sammeln etwa 2 ml (weniger als einen halben Teelöffel) Speichel, indem wir die Testperson bitten, in ein Röhrchen zu spucken. Die Entnahme einer Speichelprobe kann bis zu 30 Minuten dauern, die meisten Menschen benötigen jedoch normalerweise weniger Zeit (ungefähr 5 Minuten).