Persistent modulation of rodent motor system through somatosensory stimulation

• Applicant: Professor Dr. Andreas R. Luft
• Subject Area: Molecular Biology and Physiology of Neurons and Glial Cells
• Term: from 2001 to 2005
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5320692

Moderne Rehabilitation versucht durch gezieltes motorisches Lernen, die Erholung nach Hirnläsionen zu fördern. Repetitive elektrische somatosensorische Stimulation eines peripheren Nerven (PRESS) könnte als rehabilitative Strategie zur Sensitivierung des motorischen Systems für Lernreize eingesetzt werden. PRESS allein könnte eine rehabilitative Option für Patienten bieten, die kein aktives Training durchführen können. Wirkungsweise und Mechanismen von PRESS sind weitgehend unbekannt. In Vorarbeiten wurde ein Tiermodell entwickelt, in dem wir zeigen konnten, dass PRESS die Exzitabilität des Motorkortex der Ratte anhaltend beeinflusst. Im vorliegenden Antrag werden Experimente zum Verhaltens-/Trainingseffekt von PRESS, zu PRESS-induzierter kortikaler Reorganisation, zu beteiligten Transmittersystemen und zur Genexpression beantragt. Um zu untersuchen, ob PRESS motorisches Lernen verbessert, trainieren Ratten bestimmte Aufgaben mit paralleler PRESS. Um zu untersuchen, ob PRESS Bewegungsabläufe verbessert, vollführen Ratten feinmotorische Aufgaben vor und nach PRESS. Um zu untersuchen, ob PRESS die kortikale Repräsentation der stimulierten Extremität verändert, wird mit Hilfe intrakortikaler Mikrostimulation der Motorkortex vor und nach PRESS vermessen. Die Rolle von Glutamat und GABA für den PRESS-Effekt soll mit Hilfe von spezifischen, kortikal applizierten Agonisten und Antagonisten untersucht werden. Um einen möglichen Einfluss von PRESS auf die Expression von Glutamatrezeptoren zu untersuchen, wird NMDA-Reptor mRNA (NMDAR1-Untereinheit) mit Hilfe von in situ-Hybridisierung nach PRESS visualisiert. Die beschriebenen Versuche ermöglichen einen Einblick in funktionelle Bedeutung und Mechanismen des in Vorarbeiten beschriebenen PRESS-Effektes. Kenntnisse zur Wirkungsweise sollten vorliegen, bevor PRESS in fokalen Läsionsmodellen am Tier und in klinischen Studien am Menschen untersucht wird.

• DFG Programme: Research Grants