Dokument: Interventionelle neurophysiologische Untersuchungen zu sensorischen, kognitiven und emotionalen Funktionen der Basalganglien

Titel:Interventionelle neurophysiologische Untersuchungen zu sensorischen, kognitiven und emotionalen Funktionen der Basalganglien
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URN (NBN):urn:nbn:de:hbz:061-20170726-133605-6
Kollektion:Publikationen
Sprache:Deutsch
Dokumententyp:Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Habilitation
Medientyp:Text
Autor:PD Dr. Wojtecki, Lars [Autor]
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Dateien vom 24.07.2017 / geändert 24.07.2017
Stichwörter:Basalganglien, Neurophysiologie, Kognition, Emotion, Sensorik, Tiefe Hirnstimulation
Dewey Dezimal-Klassifikation:600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit
Beschreibung:Die Basalganglien und der Thalamus stellen ein mit der Hirnrinde eng in Kommunikation stehendes Netzwerk dar.
In dieser Habilitationsschrift wurden neurophysiologische
Korrelate nicht-motorischer Funktionen der Basalganglien und des Thalamus untersucht. Zu den untersuchten nicht-motorischen Funktionen gehören hier kognitive Funktionen,insbesondere Exekutivfunktionen und kognitive Kontrolle, die somatosensorische
Verarbeitung und die Verarbeitung von Emotionen.
Ein Schwerpunkt der eigenen Arbeiten war hierbei die Untersuchung von niederfrequenten neuronalen Oszillationen
als physiologisches Korrelat der integrativen Aufgabe der Basalganglien und Mittel der long-range Kommunikation. Methodisch sind zwei wesentliche Pfeiler dargestellt, die
bei Patienten, die mit Tiefer Hirnstimulation (THS) behandelt werden, zum Einsatz gekommen. Einerseits das Modulieren der Gehirnaktivität durch gezielte elektrische Impulse und das Untersuchen der daraus resultierenden behavioralen Folgen,
andererseits das Modulieren des Verhaltens oder des sensorischen Inputs mit verschiedenen Paradigmen und das Untersuchen der daraus resultierenden lokalen, neuronalen (oszillatorischen) Aktivität mittels invasiver elektrophysiologischer Ableitungen (lokale Feldpotentiale; LFP).
Zunächst wurde für die Parkinson-Krankheit (THS des Nucleus subthalamicus; STN) gezeigt, dass Aspekte des Sprechens und ihrer exekutiv-kognitiven Komponente durch die THS beeinflusst werden können.
Hinsichtlich der exekutiven Kontrolle von Sprache (Wortflüssigkeit) zeigte sich eine Modulierbarkeit derart, dass sich die Performanz durchdie Frequenzeinstellung beeinflussen ließ. Entgegen der therapeutischen hochfrequenten Einstellung scheint eine niederfrequente (Alpha-Theta) Stimulation kognitive Funktionen
zu verbessern. Die frequenzabhängige Modulation der Performanz zeigte sich insbesondere auch bei einer rhythmusabhängigen kognitiven Funktion, nämlich bei der Einschätzung von Zeiträumen (interval timing). Eigene Arbeiten zur Placebo-Forschung
zeigten, dass der Wirkung auf exekutiv-kognitive Funktionen auch ein konditionaler Lernprozess zu Grunde liegt, der offensichtlich für Kognition und Motorik gegenläufig sein kann. Dies entspricht dem Modell über getrennte motorische und kognitive Netzwerke
der Basalganglien, welche sich selektiv und frequenzabhängig durch die THS beeinflussen lassen. Im Weiteren wurde gezeigt, dass auch die motorischen Schablonen des emotionalen Ausdrucks (am Beispiel des pathologischen Lachens und Weinens) durch STN –Stimulation moduliert werden können – wahrscheinlich durch Beeinflussung pontozerebellärer
Netzwerke. Für die Stimulation des Pallidums (Globus pallidus internus/externus; GPi / GPe) bei der Huntington-Krankheit wurde dargelegt, dass die THS in der Lage ist, das Kardinalsymptom Chorea zu unterdrücken, ohne dabei wesentliche kognitive
Nebenwirkunken auszulösen. Vielmehr zeigte sich sogar bei der Stimulation des GPe ein positiver Effekt auf die kognitive Kontrolle (Fehlermonitoring), wofür über dies mittels Elektroenzephalographie ein elektrophysiologisches Korrelat gezeigt wurde. Mittels
Ableitung von LFP aus den Zielgebieten STN, GPi und Thalamus wurde schließlich dargelegt, dass niederfrequente Oszillationen an verschiedenen nicht-motorischen Funktionen beteiligt sind. Es zeigte sich, dass der STN und frontale kortikale Areale bei der
exekutiven Kontrolle von Sprache eine funktionelle Rolle spielen. Hierbei scheinen lokale und long-range Synchronisationen niederfrequent oszillierender neuronaler Cluster eine
Rolle zu spielen. Die positiven Effekte der niederfrequenten Stimulation des STN auf die Wortflüssigkeit werden somit vermutlich durch Aktivierung entsprechender Alpha-Theta-
Oszillationen in assoziativen STN-Subarealen vermittelt. Die Alpha-Theta-Oszillationen können als rhythmische Signatur zum gating des adäquaten Verhaltens über ein subthalamisch-präfrontales Netzwerk verstanden werden. Für die somatosensorische
Verarbeitung (als integrative Rolle der Basalganglien) zeigten Ableitungen aus dem GPi ebenfalls Hinweise auf die Rolle der niederfrequenten Oszillationen. Schließlich wurde für
den zentralen Thalamus gezeigt, dass niederfrequente Oszillationen bei der Verarbeitung emotionaler und kognitiv relevanter Reize eine funktionelle Relevanz haben.
Zusammenfasend unterstreichen die vorgelegten Arbeiten, dass das Netzwerk von Basalganglien, Thalamus und Kortex eine generelle Instanz zur Modulation von Verhalten darstellt. Diese Funktion geht dabei über die Bahnung, Hemmung oder Feinabstimmung von Bewegungen weit hinaus, sondern bezieht sich auf alle Aspekte von der Integration sensorischer Information, bis hin zur Modulation eines adäquaten behavioralen Outputs
des menschlichen Verhaltens.
Fachbereich / Einrichtung:Medizinische Fakultät » Institute » Institut für Medizinische Psychologie
Dokument erstellt am:26.07.2017
Dateien geändert am:26.07.2017
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