Funktionell topographische Charakterisierung der Basalganglien bei der Generierung neuer Bewegungssequenzen

Abstract

Die Basalganglien-thalamo-kortikalen Schleifen werden als parallele Feedback-Schleifen betrachtet, welche entscheidend in die Bewegungskontrolle, die Kognition und die emotionale Verarbeitung involviert sind. Ihre Rolle bei der Planung von neuen Bewegungen im Vergleich zu übertrainierten Bewegungsmustern ist bis heute nicht ausreichend bildgeberisch untersucht worden. <br /> In dieser Arbeit wurde die Beteiligung des assoziativen Striatums (Nucleus caudatus/anteriores Putamen) an der Generierung neuer Bewegungsmustern getestet, was eine wichtige kognitive Voraussetzung für die Durchführung von nicht routinierten Bewegungen darstellt. <br /> Mit Hilfe von ereigniskorrelierten funktionalen MRT-Untersuchungen wurde bei 14 rechtshändigen Probanden Gehirnaktivität während der Planungsphase einer Vier-Fingersequenz analysiert. Die Probanden führten entweder eine bestimmte übertrainierte Vier-Fingersequenz (<i>REC</i>-Bedingung) oder eine selbsterdachte Vier-Fingersequenz unterschiedlicher Reihenfolge (<i>GEN</i>-Bedingung) aus. In beiden Konditionen (<i>REC</i>-Bedingung und <i>GEN</i>-Bedingung) war die Planungsphase mit Aktivität im mesial/lateralen prämotorischen Kortex, im Motorkortex, im superioren parietalen Kortex, in den Basalganglien, in der Insula, im Thalamus und in den Mittelhirnkernen assoziiert. <br /> Bei der Kontrastierung der Planungsphase der <i>GEN</i>- mit der Planungsphase der <i>REC</i>-Bedingung ergaben sich signifikant höhere Aktivierungen innerhalb dieses Netzwerkes. Im Bereich der Basalganglien war die Planungsphase der <i>GEN</i>-Bedingung mit differentiell höherer bilateraler Aktivität spezifisch im assoziativen Striatum vergesellschaftet. Auf der anderen Seite war die Ausführungsphase während beider Bedingungen mit einer Verschiebung der Aktivität in Richtung posteriorer Anteile des Putamen assoziiert. <br /> Die Versuchsdaten zeigen die spezifische Beteiligung des assoziativen Striatum während der Planung von nicht routinierten Bewegungsmustern und lassen eine rostro-kaudale Rekrutierung der Basalganglien während unterschiedlicher Phasen der Bewegungsverarbeitung erkennen.