Dokument: Die Modulation motorischer Lernprozesse beim Menschen durch transkranielle Gleichstromstimulation (tDCS) des primären motorischen Kortex

Titel:Die Modulation motorischer Lernprozesse beim Menschen durch transkranielle Gleichstromstimulation (tDCS) des primären motorischen Kortex
Weiterer Titel:Modulation of motor learning in human by application of tDCS over the primary motor cortex
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URN (NBN):urn:nbn:de:hbz:061-20190313-134625-9
Kollektion:Dissertationen
Sprache:Deutsch
Dokumententyp:Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:Text
Autor: Sturm, Alexander Philipp [Autor]
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Dateien vom 07.03.2019 / geändert 07.03.2019
Stichwörter:Motorisches Lernen, tDCS, M1, Sequenzlernen
Dewey Dezimal-Klassifikation:600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit
Beschreibungen:In der vorliegenden Arbeit wurde die funktionelle Bedeutung des primären mo-torischen Kortex (M1) für das implizite Erlernen und die frühe Konsolidierung einer motorischen Sequenz untersucht. Dazu wurde die Exzitabilität des lin-ken M1 mithilfe der transkraniellen Gleichstromstimulation (engl.: trancranial direct current stimulation, tDCS) während der Akquisition einer seriellen Reak-tionszeitaufgabe (engl.: serial reaction time task, SRTT) moduliert. Achtzehn gesunde, rechtshändige Probanden erhielten in drei Sitzungen eine anodale, kathodale und Scheinstimulation. Ausgewertet wurden die Reaktionszeiten zu Beginn der SRTT (t1), zum Ende der Akquisition (t2), nach einer 30-minütigen Pause (t4) und zur Testung der Interferenzneigung nach Darbietung eines randomisierten Musters unmittelbar nach der Akquisition (t3) und nach der Pause (t5). Unter Scheinstimulation zeigten sich als Ausdruck des Sequenz-lernens schnellere Reaktionszeiten zum Zeitpunkt t2 im Vergleich zu t1 allein in der sequentiellen Bedingung. Unter anodaler Stimulation zeigte sich eine unspezifische Reaktionszeitbeschleunigung sowohl in der sequentiellen als auch der randomisierten Bedingung. Unter kathodaler Stimulation zeigten sich keine signifikanten Effekte. Die Daten weisen auf einen hemmenden Effekt der kathodalen tDCS über dem M1 auf die Akquisition einer motorischen Se-quenz hin. Die Analyse des Lernverlaufs zeigt, dass dieser transient und auf eine Reaktionszeitverlangsamung allein im ersten Lernblock zurückzuführen ist. Der Vergleich der Reaktionszeiten zwischen t2 und t4 zeigte eine unspezi-fische Abnahme der Reaktionszeiten nach anodaler und Scheinstimulation. Die kathodale tDCS zog keine signifikanten Effekte nach sich. Es fanden sich keine Hinweise auf eine Modulation der frühen Interferenzneigung (t3) durch die tDCS. Diese war 30 Minuten nach anodaler tDCS (t5) signifikant reduziert. Die vorliegenden Daten weisen darauf hin, (i) dass die kathodale tDCS über dem M1 die Akquisition einer motorischen Sequenz hemmt und (ii) die anoda-le tDCS Reaktionszeiten unspezifisch beschleunigt. Zudem zeigte sich (iii) ein fördernder Effekt der anodalen tDCS auf die Interferenzneigung nach einer 30-minütigen Pause. Die Daten unterstützen die Annahme, dass der M1 in die Akquisition und Konsolidierung neu erlernter Sequenzen involviert ist. Die Effekte auf die Konsolidierung treten mit einer zeitlichen Verzögerung auf und sind am ehesten mit neuroplastischen Prozessen vereinbar.

The present study investigates the functional relevance of the primary motor cortex (M1) for the acquisition and early consolidation of an implicitly learned motor sequence. To address this issue the excitability of the left M1 was modu-lated during the acquisition of a serial reaction time task (SRTT) by transcranial direct current stimulation (tDCS). Eighteen healthy, right-handed subjects re-ceived anodal, cathodal and sham stimulation in subsequent sessions. Reac-tion times were measured at the beginning of the SRTT (t1), at the end of ac-quisition (t2), after a break of 30 minutes (t4) and to test susceptibility to inter-ferences after random patterns after the acquisition (t3) and after the break (t5). Reaction times decreased during sham stimulation from t1 to t2 in sequential trials only, indicating successful motor sequence learning. An unspecific ac-celeration of reaction times was observed under anodal stimulation, while ca-thodal tDCS did not yield significant effects. The data indicate an inhibitory effect of cathodal tDCS applied to M1 on the acquisition of a motor sequence. The analysis of reaction times during the time course of acquisition revealed this effect to be transient and only based on an increase of reaction times dur-ing the first learning block. The comparison of reaction times between t2 and t4 revealed an unspecific decrease of reaction times after applying anodal and sham stimulation. Cathodal tDCS was not associated with significant effects. There was no evidence for a modulating effect of tDCS on early susceptibility to interference (t3). In contrast to this, anodal stimulation reduced susceptibility to interference after a break of 30 minutes (t5). The present data indicate (i) an inhibitory effect of cathodal tDCS applied over M1 on the acquisition of a motor sequence and (ii) an unspecific acceleration of reaction times due to anodal tDCS. Furthermore (iii) anodal tDCS was found to stabilize the learned motor pattern as indicated by reduced susceptibility to interference after a break of 30 minutes. The present data support the assumption that the M1 is causally in-volved in the acquisition and early consolidation of a motor sequence. The ef-fects on consolidation occurred with delay and are most likely due to neural plasticity.
Fachbereich / Einrichtung:Medizinische Fakultät
Dokument erstellt am:13.03.2019
Dateien geändert am:13.03.2019
Promotionsantrag am:20.09.2018
Datum der Promotion:05.03.2019
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