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Kortikale Kartierung der zeitlichen Steuerung motorischer Tätigkeiten

Autor :Kai Lutz
Herkunft :OvGU Magdeburg, Fakultät für Naturwissenschaften
Datum :24.06.2003
 
Dokumente :
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Typ :Dissertation
Format :Text
Kurzfassung :Diskrete motorische Aktionen erfordern oftmals, dass die Ausführung der Aktion zu einem ganz bestimmten Zeitpunkt stattfindet. Dabei kommt es zum einen darauf an, dass unterschiedliche diskrete Bewegungen in die richtige Reihenfolge gebracht werden. Manchmal ist es allerdings auch relevant, dass die zeitlichen Intervalle zwischen den Bewegungen einer bestimmten Vorgabe entsprechen, wie beispielsweise beim Morsen. Häufig werden auch beide Arten der Ordnung gleichzeitig benötigt, wie man sich am Beispiel des Klavierspielens vergegenwärtigen kann. In der vorliegenden Dissertation wird zunächst ein Überblick gegeben über Arbeiten, die sich mit der zeitlichen Organisation von Bewegungen beschäftigen und es wird versucht, die bisherigen Erkenntnisse über neuronale Systeme zusammenzufassen, die eine solche Organisation ermöglichen. Dann werden drei Experimente vorgestellt, die mit Hilfe von funktioneller Magnetresonanztomographie Erkenntnisse darüber liefern, welche Systeme in die Produktion von Bewegungen involviert sind, welche einer präzisen zeitlichen Vorgabe folgen. Im ersten der dargelegten Experimente wird die Frage untersucht, ob die zeitliche Steuerung (das Timing) repetitiver Bewegungen unterschiedliche neuronale Strukturen beansprucht in Abhängigkeit davon, welche Extremität für die Bewegung eingesetzt wird. Die Hypothese wird entsprechend zu Verhaltensuntersuchungen und Läsionsstudien aufgebaut, die nahe legen, dass unterschiedliche Timer existieren, die jeweils das Timing unterschiedlicher Extremitäten kontrollieren oder steuern. Diese Hypothese wurde mit Hilfe eines Paradigmas untersucht, welches den Transfer eines gelernten Timing-Musters in die untrainierte Hand unter Verwendung eines Paradigmas zu Fortführungstapping mehrmals wiederholt. Das Argument ist, dass der Wechsel der Hand dann einen zusätzlichen Kontrollaufwand mit sich bringt, wenn für die andere Hand ein anderer Timer zuständig ist, da in diesem Fall das zeitliche Muster in neuen neuronalen Strukturen etabliert werden muss, während im Fall dass nur ein einzelner Timer existiert, dieser Timer mit der gleichen Aktivität kontinuierlich arbeiten sollte. Der zusätzliche Kontrollaufwand der durch die räumliche Komponente beim Einsatz beider Hände ebenfalls das Ergebnis dieses Experiments beeinflusst, wird anhand existierender Literatur diskutiert. Das Experiment zeigt, dass der Wechsel der Hände Aktivität des Kleinhirnes hervorruft, die wahrscheinlich auf die Implementation eines zeitlichen Musters in einer neuen Extremität zurückzuführen ist. Dabei ist die timingbezogene Aktivität, die mit Hilfe des Experiments aufgedeckt werden konnte, auf die Kleinhirnkerne und den Kleinhirnwurm beschränkt. Das zweite Experiment untersucht neuronale Aktivität, die mit der erfolgreichen Antizipation eines Bewegungszeitpunktes bzw. mit Schwierigkeiten bei diesem Antizipationsprozess einhergeht. Obwohl diesbezüglich noch viele Fragen offen bleiben, liefert die Studie Hinweise darauf, dass die neuronalen Systeme für die Überwachung von Fehlern bei der Bestimmung des Reaktionszeitpunktes sich wesentlich unterscheiden von den in letzter Zeit häufig diskutierten Systemen zur Überwachung von Fehlern bei der Reaktionsauswahl. Die Ergebnisse legen nahe, dass es sich bei diesen Strukturen um ein Cerebello-Thalamo-Kortikales System handeln könnte. Das dritte Experiment beschäftigt sich mit der Frage, welche Bereiche des Gehirns in die Entscheidung einbezogen werden, wann eine Bewegung durchzuführen ist. Dabei wurde das Paradigma so angelegt, dass Fehlermonitoring minimiert und ein Abgleich mit externen Stimuli und somit deren Antizipation verhindert wurde. Ebenso wurde versucht, Aktivierungen, die mit Lernvorgängen in Verbindung stehen, nicht zu betrachten. Unter diesen Bedingungen zeigt sich, dass bei der Produktion von zeitlich anspruchsvollen Bewegungssequenzen deutlich stärker auf Areale im Frontallappen zurückgegriffen wird als bei der Produktion von Bewegungssequenzen, die weniger zeitliche dafür mehr räumliche Organisation erfordern. Insbesondere sind die pre-SMA, das rostrale CMA, der laterale Gyrus frontalis inferior, die Gyri breves, und außerdem das Striatum zu nennen. Über mögliche Differenzierungen der Beiträge dieser Areale wird in der Arbeit diskutiert.
Schlagwörter :Bildgebende Verfahren; Motorik; Timing; Antizipation; Cerebellum; Neurowissenschaft
Rechte :Dieser Text ist urheberrechtlich geschützt.
Größe :157 S.
 
Erstellt am :19.09.2008 - 08:57:48
Letzte Änderung :22.04.2010 - 09:14:52
MyCoRe ID :HALCoRe_document_00004614
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