Abbildung subkortikaler Hirnaktivität während der Planungsphase selbst-initiierter sequentieller Fingerbewegungen

Abstract

Im Gegensatz zu kortikalen Regionen konnten im Rahmen von bildgebenden Arbeiten bislang nur wenige Daten über den Einfluss subkortikaler Strukturen auf motorische Planungsprozesse gewonnen werden. Neue Erkenntnisse liefert die hier vorliegende Arbeit, in welcher der Einfluss des Initiierungsmodus einer Bewegung auf planungsassoziierte Aktivierungen der Basalganglien und der mit ihnen verbundenen Nuclei des Mesenzephalons untersucht wurde. Im Rahmen einer ereigniskorrelierten fMRT-Studie wurden die Gehirnaktivierungen bei zwölf gesunden Rechtshändern während der Planungsphase einer aus vier Tastendrücken bestehenden Fingerbewegungssequenz analysiert. Hierbei wurden hinsichtlich des Initiierungsmodus zwei Bedingungen unterschieden: Eine interne Bedingung, bei welcher der Zeitpunkt des Bewegungsbeginns von den Probanden frei gewählt wurde, und eine externe Bedingung, bei welcher der Bewegungsbeginn durch einen visuellen Stimulus von außen vorgegeben war. Bei beiden experimentellen Bedingungen stellte sich während der Planungsphase auf kortikaler Ebene ein fronto-parietales Aktivierungsmuster mit Aktivierungen im lateralen/mesialen prämotorischen Kortex, im primär sensomotorischen Kortex sowie in parietalen Kortexabschnitten dar. Für das Zerebellum konnte unter beiden Bedingungen ein von lateral nach medial zeitlich fortschreitender Aktivierungsverlauf detektiert werden, wobei die unterschiedlichen Initiierungsmodi keinen modulatorischen Einfluss auf das Aktivierungsverhalten hatten. Im Bereich der Basalganglien war eine frühe, planungsassoziierte Aktivierung des anterioren Putamens zu verzeichnen. Die Aktivierung des anterioren Putamens war dabei unter der internen Bedingung signifikant stärker ausgeprägt als unter der externen Bedingung. Dieser Befund belegt die besondere Relevanz des anterioren Putamens für motorische Planungsprozesse im Rahmen selbst-initiierter Bewegungen. Ein weiterer Bestandteil der vorliegenden Arbeit war die Betrachtung des Aktivierungsverhaltens der Kerngebiete des Mesenzephalons. In allen experimentellen Bedingungen konnte eine Aktivierung der Substantia nigra beobachtet werden. Diese Beobachtungen deuten darauf hin, dass sequentielle motorische Abläufe einer dopaminergen Steuerung unterliegen. Darüber hinaus war das Mesenzephalon während der Planungsphase selbst-initiierter Bewegungen signifikant stärker aktiviert als während der Planungsphase extern-getriggerter Bewegungen. Dies steht im Einklang mit klinischen Beobachtungen: Auf dem Boden einer dopaminergen Dysfunktion der Basalganglien-Funktionsschleifen sind bei PD-Patienten Selbst-Initiierung und Kontrolle von sequentiellen Bewegungen beeinträchtigt. <br /> Die vorliegenden fMRT-Daten unterstreichen und ergänzen demnach ältere, durch Bildgebung und klinische Untersuchungen gewonnene Daten, wonach den Basalganglien und den mesenzephalen Nuclei eine spezifische Rolle für zeitliche Planung und Kontrolle sequentieller Bewegungen zukommt.