Die Modulation zentraler Netzwerke der Bewegungssteuerung durch transkranielle Gleichstromstimulation (tDCS)

• Applicant: Professorin Dr. Bettina Pollok
• Subject Area: Clinical Neurology; Neurosurgery and Neuroradiology
• Term: from 2011 to 2016
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 186512696

Die Steuerung selbst einfacher Bewegungen basiert auf der zeitlich präzisen Informationsintegration in einem zerebello-thalamo-kortikalen Netzwerk. Die funktionelle Interaktion zwischen den Netzwerkkonstituenten kann mithilfe der Magnetenzephalographie (MEG) charakterisiert werden. Interaktionsmuster sind dynamisch und variieren mit der spezifischen Aufgabenanforderung. Die Tiefenhirnstimulation zur Behandlung des Morbus Parkinson zeigt, dass funktionelle Interaktionsmuster durch eine elektrische Stimulation im Bereich der Basalganglien moduliert werden können und hierdurch eine Verbesserung klinischer Symptome hervorgerufen wird. Die transkranielle Gleichstromstimulation (tDCS) eröffnet die Möglichkeit, auch bei gesunden Probanden neuronale Exzitabilität non-invasiv und transient zu modulieren. Während die anodale tDCS zu einer Zunahme der kortikalen Exzitabilität führt, bewirkt die kathodale Stimulation deren Abnahme. Eine anodale tDCS über dem primären motorischen Kortex (M1) ist mit der Verbesserung motorischer Funktionen assoziiert. Unklar ist jedoch, (i) mit welchen Veränderungen des funktionellen Interaktionsmusters diese Verhaltensverbesserung einhergeht und (ii) welche Effekte die Stimulation über anderen kortikalen Arealen wie dem prämotorischen (PMC) und dem posterioren parietalen Kortex (PPC) sowohl auf das Verhalten als auch auf zentrale Interaktionsmuster hat. Das vorliegende Projekt untersucht die Effekte der tDCS über M1, PMC und PPC auf zentrale Netzwerkinteraktionen bei der Ausführung einfacher Reaktions- und Synchronisationsaufgaben. Diese Daten liefern zum einen Einblicke in die neurophysiologischen Effekte der tDCS, zum anderen erlauben sie die Charakterisierung der spezifischen Bedeutung einzelner Areale und ihrer funktionellen Verbindungen für die Bewegungssteuerung.

• DFG Programme: Research Grants