Motorische Funktionen und Konnektivität der Colliculi superiores.

• Antragsteller: Dr. Marc Himmelbach
• Fachliche Zuordnung: Klinische Neurologie; Neurochirurgie und Neuroradiologie ; Kognitive und systemische Humanneurowissenschaften
• Förderung: Förderung von 2008 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 49947204

Wir konnten die Existenz armmotorischer Neurone in den mittleren und tiefen Schichten der Colliculi superiores (CS) im Übergang zur darunterliegenden mesencephalen reticulären Formation (MRF), eine Region die wir als CS-MRF Komplex bezeichnen, beim Menschen nachweisen. Mittels fMRT demonstrierten wir eine Lateralisierung der Signale in Abhängigkeit vom jeweils bewegten Arm und konnten diese Signale von einer visuellen Stimulation der CS eindeutig abgrenzen. In Berichten der vergangenen zwei Jahre wurde in zwei Tierversuchen gezeigt, dass durch elektrische und pharmakologische Stimulation der entsprechenden neuronalen Population im Rhesusaffen unspezifische Bewegungen von Arm, Hand und Fingern bis hin zu vollständigen Zeigebewegungen ausgelöst werden können. In Studien an einem Tiermodell der zervikalen Dystonie wurde demonstriert, dass ein durch Inhibition der Substantia Nigra erzeugter Torticollis durch eine simultane Inhibition des ipsilateralen CS abgeschwächt werden kann. Eine Übertragung dieses Befundes auf den von uns untersuchten funktionellen Kontext läßt eine klinische Relevanz der armmotorischen Population der CS für das Auftreten von fokalen Dystonien und anderen Bewegungsstörungen vermuten. Allerdings sind wesentliche Charakteristika des CS-MRF Komplexes im Menschen jenseits der von uns bisher demonstrierten Eigenschaften weiter völlig unbekannt. So konzentrierten sich die bisherigen Studien im Menschen und Affen ausschließlich auf visuell geführte ballistische Zeige- und Greifbewegungen. Unklar ist, ob der CS-MRF Komplex auch einen Beitrag zu anderen Bewegungstypen, wie z.B. somatosensorisch geführte Bewegungen oder koordinierte Fingerbewegungen ohne Transportbewegungen des Armes leistet. Ebenfalls unbekannt sind die anatomische und funktionelle Konnektivität dieser Region des oberen Hirnstamms im Menschen, deren Konnektivität auch im Affen nicht annähernd erschöpfend beschrieben ist. Die beantragte Fortsetzung unseres Projektes hat zwei Hauptziele. Zum einen die Spezifikation der motorischen Beiträge des CS-MRF Komplexes, zum anderen die Darstellung der anatomischen und funktionellen motorischen Netzwerke, von kortikalen motorischen Arealen bis hin zum zervikalen Rückenmark, in die diese Region eingebunden ist.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen