Characteristics of the human motoric learning
Final Report Abstract
Gesunde Menschen können sich mit einiger Übung an die optische Verzerrung einer neuen Verschreibungsbrille, oder an die Fahreigenschaften eines neuen Autos gewöhnen. Dies sind Beispiele für sensomotorische Adaptation, d.h. für unsere Fähigkeit, auch nach einer Veränderung unserer physikalischen Umwelt sinnvoll handeln zu können. Das vorliegende Projekt untersucht, wo im Gehirn diese Adaptation erfolgt, und ob unterschiedliche Veränderungen der Umwelt einen gemeinsamen, oder mehrere veränderungsspezifische Mechanismen aktivieren. Um die Frage der Lokalisation zu klären, haben wir bildgebende Verfahren bei gesunden Probanden eingesetzt, und Patienten mit Hirnfunktionsstörungen untersucht. Dabei haben wir Hirnregionen für Adaptation von denjenigen für Bewegungskontrolle experimentell oder rechnerisch getrennt, was in der Literatur bisher nicht üblich war. Auf diese Weise fanden wir, dass umschriebene Areale im Scheitel- und Schläfenlappen des Großhirns, nicht aber das Kleinhirn, an der Adaptation beteiligt zu sein scheint. Um die Existenz gemeinsamer bzw. separater Mechanismen zu ergründen, haben wir den Adaptationstransfer von einer Versuchsbedingung auf eine andere untersucht. Wir fanden Hinweise auf einen gemeinsamen Mechanismus für verschiedene Verzerrungen und verschiedene Bewegungsorgane (Hand, Augen), aber auch Hinweise, dass je nach Handlungskontext unterschiedliche Mechanismen verwendet werden. Hieraus ergab sich die Vermutung, dass die sensomotorische Adaptation durch multiple Mechanismen erfolgt, von denen jeder für unterschiedliche Verzerrungen einsetzbar ist; zwischen diesen Mechanismen können wir kontextabhängig hin und her schalten. Diese Arbeiten dienten primär der Grundlagenforschung, haben aber Anwendungspotential bei der Rehabilitation neurologisch bedingter Bewegungsstörungen.
Publications
- An fMRI study of brain activation in a visual adaptation task: Activation limited to sensory guidance. Exp Brain Res 184: 561- 69 (2008)
Girgenrath, M, Bock, O. & Seitz, RJ
- Transfer of adaptation between ocular saccades and arm movements. Hum Mov Sci 27: 383-95 (2008)
Bock, O., Schmitz, G., Grigorova, V.
- The effect of cerebellar cortical degeneration on adaptive plasticity and movement control. Exp Brain Res 193: 189-96 (2009)
Werner, S., Bock, O., Timmann, D.
- Is sensorimotor adaptation to position- and velocitydependent visual distortions based on distinct adaptive processes? Hum Mov Sci 29 (2010) 179-86
Thomas, M., Bock, O.
- Mechanisms for visuomotor adaptation to left-right reversed vision. Hum Mov Sci 29:172–78 (2010)
Werner, S., Bock, O.
- Visuomotor adaptive improvement and aftereffects are impaired differentially following cerebellar lesions in SCA and PICA territory. Exp Brain Res 201:429-439 (2010)
Werner, S., Bock, O., Gizewski, E.R., Schoch, B., Timmann, D.
