Dokument: Die Bedeutung des linken prämotorischen Kortex für das Erlernen motorischer Sequenzen: Der Effekt der transkraniellen Gleichstromstimulation während der Akquisition

Titel:Die Bedeutung des linken prämotorischen Kortex für das Erlernen motorischer Sequenzen: Der Effekt der transkraniellen Gleichstromstimulation während der Akquisition
Weiterer Titel:The role of left premotor cortex in motor sequence learning: the effect of transcranial direct current stimulation during acquisition
URL für Lesezeichen:https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=49348
URN (NBN):urn:nbn:de:hbz:061-20190423-112234-5
Kollektion:Dissertationen
Sprache:Deutsch
Dokumententyp:Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:Text
Autor: Kemmet, Sylvia [Autor]
Dateien:
[Dateien anzeigen]Adobe PDF
[Details]2,76 MB in einer Datei
[ZIP-Datei erzeugen]
Dateien vom 13.04.2019 / geändert 13.04.2019
Beitragende:Prof. Dr. phil. Pollok, Bettina [Gutachter]
Dr. Wölwer, Wolfgang [Gutachter]
Stichwörter:Motorisches Lernen, tDCS, PMC, Sequenzlernen
Dewey Dezimal-Klassifikation:600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit
Beschreibungen:Die vorliegende Arbeit untersucht die Effekte der transkraniellen Gleichstromstimulation (engl. transcranial direct current stimulation; tDCS) über dem linken prämotorischen Kortex (PMC) auf implizites motorisches Lernen. Diese Form des Lernens ist relevant für zahlreiche Aktivitäten des alltäglichen Lebens und beschreibt einen Prozess, bei dem der lernenden Person weder der zu lernende Inhalt bewusst ist noch die Tatsache, dass überhaupt gelernt wird. Motorisches Lernen kann in zwei Phasen unterteilt werden: die Akquisition, die dem Erwerb einer motorischen Fertigkeit dient, und die Konsolidierung, die der Akquisition folgt. Die Konsolidierung eines Bewegungsmusters kann sich (i) in Form eines Offlinelernens, also einer weiteren Verbesserung der Ausführung des Bewegungsmusters nach einer Pause ohne weiteres Training, oder (ii) in einer verminderten Interferenzanfälligkeit gegenüber einem ähnlichen Bewegungsmuster zeigen. Der primäre motorische Kortex (M1) nimmt eine Schlüsselrolle für die Akquisition und die frühe Konsolidierung einer Bewegungssequenz ein. Es gibt jedoch Hinweise darauf, dass neben dem M1 auch der PMC relevant für die Konsolidierung einer impliziten motorischen Sequenz sein könnte. Vorausgehende Arbeiten untersuchten vor allem die schlafabhängige späte Konsolidierung. Seine Rolle für die frühe Konsolidierung wurde bisher nicht untersucht.
Die tDCS ist eine non-invasive Methode zur Modulation der Exzitabilität kortikaler Areale. Durch eine Veränderung des Ruhemembranpotentials kortikaler Neurone kann sie in Abhängigkeit von der Polarität eine De- oder Hyperpolarisation bewirken. Die anodale tDCS führt zu einer Erhöhung und die kathodale zu einer Verminderung der kortikalen Exzitabilität. Die Untersuchung von Verhaltensänderungen, die mit einer Modulation der Exzitabilität eines umschriebenen Areals einhergehen, erlaubt Rückschlüsse über die Funktion dieses Areals für die Verhaltenssteuerung. In der vorliegenden Studie erlernten 18 gesunde, rechtshändige Probanden eine serielle Reaktionszeitaufgabe (engl. serial reaction time task; SRTT) mit der rechten Hand. Die SRTT stellt ein etabliertes Paradigma für die Untersuchung des impliziten motorischen Sequenzlernens dar. Motorisches Lernen zeigt sich in einer Abnahme von Reaktionszeiten im Verlauf des Trainings. Eine randomisierte Darbietung dient als Kontrollbedingung. In der vorliegenden Arbeit wurde eine anodale und kathodale tDCS während der Akquisition der SRTT mit der rechten Hand für 10 Minuten mit einer Stromstärke von 0.25 mA über dem kontralateralen PMC appliziert. Eine Scheinstimulation diente als Kontrollbedingung. Die Datenanalyse zeigte unter der anodalen Stimulation eine signifikante Beschleunigung der Reaktionszeiten zum Ende der Akquisition, die sich allerdings sowohl in der sequentiellen als auch in der randomisierten Bedingung zeigte und somit nicht spezifisch für den impliziten motorischen Lernprozess war. Darüber hinaus zeigte sich kein signifikanter Effekt der tDCS auf die frühe Konsolidierung der gelernten Sequenz. Die Daten der vorliegenden Arbeit weisen in Übereinstimmung mit vorausgehenden Daten darauf hin, dass (i) der linke PMC nicht in die Akquisition einer impliziten motorischen Sequenz involviert ist und dass (ii) die Modulation der PMC-Exzitabilität während der Akquisition keine geeignete Methode darstellt, um die frühe Konsolidierung zu beeinflussen.

The present study aims at investigating the effects of transcranial direct current stimulation (tDCS) applied to the left premotor cortex (PMC) on implicit motor sequence learning. This type of learning is relevant to many activities of daily living and describes an unintentional learning process in which the learner is not aware of the content to be learned or the fact that it is even learned. The learning process involves two stages. Following their initial acquisition through training, motor skills are consolidated into a more stable state. The term consolidation comprises two different possible outcomes: (i) offline-improvement as indicated by superior task execution between practice sessions without further training as well as (ii) reduced susceptibility to an interfering pattern. The primary motor cortex (M1) has been identified as a key structure for both, the acquisition as well as the consolidation process. There is evidence that the PMC might be involved in later stages of the consolidation process, in particular after over-night sleep. Its role for early, sleep-independent consolidation is still elusive.
TDCS is a non-invasive brain stimulation technique that allows the modulation of cortical excitability. Anodal stimulation increases cortical excitability via depolarization while cathodal stimulation decreases it via hyperpolarization. The investigation of behavioral changes associated with alterations of the excitability of a specific cortical area reveals information regarding its functional significance.
In the present study 18 healthy volunteers received anodal and cathodal transcranial direct current stimulation (tDCS) to the left PMC. Sham tDCS served as control condition. TDCS was applied for 10 minutes at 0.25 mA current intensity during training on a serial reaction time task (SRTT) with the right hand. The SRTT is an established paradigm for measuring implicit motor sequence learning which is indicated by faster reaction times as training on the task proceeds. Reaction times with respect to a randomly varying pattern served as control condition. In the present study, anodal tDCS to the left PMC yielded a significant acceleration of reaction times at the end of acquisition. Noteworthy, this effect was nonspecific, since reaction times improved in the sequential as well as in the random condition. Furthermore, tDCS applied during SRTT training did not result in any significant effects on early consolidation. The present results (i) support previous findings by showing that the left PMC is not involved in the acquisition of an implicitly learned motor sequence. Furthermore, the data imply that (ii) the modulation of PMC excitability by means of tDCS during SRTT training is not appropriate to influence early consolidation.
Fachbereich / Einrichtung:Medizinische Fakultät
Dokument erstellt am:23.04.2019
Dateien geändert am:23.04.2019
Promotionsantrag am:25.06.2018
Datum der Promotion:26.03.2019
english
Benutzer
Status: Gast
Aktionen