Die Modulation zentraler Netzwerke der Bewegungssteuerung durch transkranielle Gleichstromstimulation (tDCS)
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die Steuerung selbst einfacher Bewegungen basiert auf der zeitlich präzisen Interaktion zwischen räumlich getrennten Arealen. Dieses Projekt diente der Charakterisierung der funktionalen Bedeutung des primären motorischen (MI), des prämotorischen (PMC) und des posterioren parietalen Cortex (PPC) für die Ausführung zeitgenauer Bewegungen. Zu diesem Zweck wurde der Effekt der transkraniellen Gleichstromstimulation (engl. transcranial direct current Stimulation, tDCS) auf die Intervallreproduktion und die Synchronisationsgenauigkeit der rechten Hand untersucht. Eine einfache Reaktionsaufgabe diente als Kontrollbedingung. Die tDCS ist ein nicht-invasives Verfahren, dass die polaritätsabhängige Modulation der kortikalen Exzitabilität ertaubt. Während die anodale tDCS zu einer Zunahme der Exzitabilität führen kann, geht die kathodale Stimulation mit deren Abnahme einher. Die in diesem Projekt erhobenen Daten weisen auf eine spezifische Bedeutung des PPC für die Synchronisationsgenauigkeit hin. Während die anodale tDCS zu einer Verschlechterung der Synchronisationsgenauigkeit führte, zeigte sich nach der kathodale tDCS deskriptiv eine Verbesserung. Die PPC-Stimulation hatte keine signifikanten Effekte auf die Reaktions- und Kontinuationsaufgabe. Die tDCS über MI ging mit einer Modulation der Variabilität während der Kontinuationsaufgabe einher. Die Daten unterstützen die Hypothese, dass der PPC relevant für die Synchronisation eigener Bewegungen mit Ereignissen in der Umwelt ist. Die Effekte der M1-Stimulation weisen darauf hin, dass dieses Areal mit der Implementierung von Bewegungen, nicht aber mit deren zeitgenauer Ausführung assoziiert ist. Eine nachfolgende Untersuchung von Berufsschlagzeugern unterstützt die Bedeutung des PPC für die zeitgenaue Synchronisation. Allerdings variiert die Funktion in Abhängigkeit von der musikalischen Expertise. Bei langjährig trainierten Schlagzeugern zeigte sich ein Effekt der tDCS nur bei sehr präzisen Teilnehmern. Im Gegensatz dazu zeigte sich bei Nicht-Musikern ein Stimulations-Effekt nur in der Gruppe der weniger präzisen Teilnehmer. Die Bedeutung des PPC könnte bei Schlagzeugern darin liegen, die Bewegung zeitlich möglichst präzise auszuführen, während bei Nicht-Musikern der PPC ein zu starkes Abweichen vom Zielreiz verhindern könnte. Ein wesentlicher Beitrag dieses Projekts besteht in der Beobachtung, dass die tDCS trotz ihrer geringeren Fokalität die differentielle Stimulation benachbarter kortikaler Areale erlaubt.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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(2012) 1 Hz rTMS of the left posterior parietal cortex (PPC) modifies sensorimotor timing. Neuropsychologia, 50: 3729-35
Krause, V., Bashir, S., Pollok. B., Caipa, A., Schnitzler, A. & Pascual-Leone, A.,
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(2013) Effects of 10 Hz and 20 Hz transcranial alternating current stimulation (tACS) on motor functions and motor cortical excitability. Behav Brain Res, 241:1-6
Wach, C., Krause, V., Moliadze, V., Paulus, W., Schnitzler, A. & Pollok, B.
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(2014) The posterior parietal cortex (PPC) mediates anticipatory motor control. Brain Stim, 7: 800-6
Krause, V., Weber, J. & Pollok, B.
