Dokument: Die Bedeutung des posterioren parietalen Kortex für implizites motorisches Lernen: Effekte der transkraniellen Gleichstromstimulation vor dem Lernen

Titel:Die Bedeutung des posterioren parietalen Kortex für implizites motorisches Lernen: Effekte der transkraniellen Gleichstromstimulation vor dem Lernen
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URN (NBN):urn:nbn:de:hbz:061-20191218-141643-2
Kollektion:Dissertationen
Sprache:Deutsch
Dokumententyp:Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:Text
Autor: Förster, Maike [Autor]
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Dateien vom 19.11.2019 / geändert 20.11.2019
Beitragende:Prof. Dr. med. Bettina Pollok [Gutachter]
PD Dr. med. Ringelstein, Marius [Gutachter]
Dewey Dezimal-Klassifikation:600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit
Beschreibungen:Implizites motorisches Lernen ist relevant für zahlreiche Alltagsaktivitäten und beinhaltet die zeitlich und räumlich präzise Vorhersage von Stimuli, die für die Ausführung einer Bewegung relevant sind. Der linke posteriore parietale Kortex (engl. posterior parietal cortex; PPC) wurde mit einer solchen antizipatorischen Bewegungssteuerung in Verbindung gebracht. Neurobildgebende Arbeiten unterstützen die Annahme, dass der PPC relevant für das Erlernen einer Bewegungssequenz sein könnte. Allerdings wurde die Frage nach dem kausalen Beitrag des PPC für diese Form des Lernens bisher nicht untersucht. Das Erlernen einer Bewegungssequenz kann experimentell mithilfe der seriellen Reaktionszeitaufgabe (engl. serial reaction time task; SRTT) induziert und gemessen werden. Der Lernerfolg wird hierbei als Reaktionszeit-Beschleunigung im Verlauf der wiederholten Ausführung einer Sequenz gemessen. Typischerweise ist beim impliziten im Gegensatz zum expliziten Lernen den Probanden/-innen die Tatsache, dass gelernt worden ist, nicht bewusst. Die transkranielle Gleichstromstimulation (engl. transcranial direct current stimulation; tDCS) ist eine Hirnstimulationsmethode, die über die Applikation eines schwachen elektrischen Stroms an der Kopfoberfläche die Möglichkeit bietet, die neuronale Exzitabilität non-invasiv zu modulieren. Die anodale tDCS geht mit einer Zunahme, die kathodale mit einer Abnahme der Exzitabilität einher. In der vorliegenden Arbeit wurde der Effekt der tDCS (anodale vs. kathodale vs. Schein-tDCS) über dem linken PPC bei 18 gesunden Probanden/-innen (10 Frauen; Alter 22 bis 52 Jahre) auf das implizite Lernen einer motorischen Sequenz im Vergleich zu einer einfachen Reaktionszeitaufgabe mit der rechten Hand untersucht. Neben der Abnahme der Reaktionszeiten als Maß für motorisches Lernen wurde die Interferenzneigung unmittelbar nach dem Erlernen der Sequenz und nach einer Pause von 30 Minuten als Maß der Stabilisierung der gelernten Sequenz untersucht. Die tDCS wurde über 10 Minuten mit einer Stromstärke von 250 µA unmittelbar vor dem Erlernen der Sequenz appliziert. Die Analyse der Daten nach der Schein-Stimulation zeigte, dass implizites Lernen lediglich in einer Subgruppe von 10 Probanden/-innen zu beobachten war. Die weitere Analyse beschränkte sich daher auf diese Gruppe. Es zeigte sich kein signifikanter Effekt der tDCS auf die Akquisition. Demgegenüber ging die anodale tDCS mit einer verminderten Interferenzneigung 30 Minuten nach dem Erlernen der Sequenz gegenüber der Schein-Stimulation einher. Diese Ergebnisse weisen auf die spezifische Relevanz des PPC für die Konsolidierung einer Bewegungssequenz hin, während er für deren Akquisition eine untergeordnete Rolle zu spielen scheint.

Implicit motor learning is relevant to numerous activities of daily living and involves the temporally and spatially precise prediction of stimuli being relevant for the execution of the required movement. The left posterior parietal cortex (PPC) has been related to such anticipatory motor control and brain imaging studies suggested the involvement of the PPC in motor sequence learning. However, its causal contribution to implicit motor sequence learning is still poorly understood. A well-established paradigm to investigate implicit motor sequence learning is the serial reaction time task (SRTT). Motor sequence learning is indicated by reaction time gain as training on the SRTT proceeds. In contrast to explicit learning, during implicit learning the participants are not aware of the fact that learning took place. Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a non-invasive brain stimulation technique that allows the modulation of cortical excitability by a weak electrical current applied to the skull. Anodal tDCS has been shown to enhance cortical excitability while cathodal tDCS yields its reduction. The present study aims at investigating the effects of tDCS (anodal vs. cathodal vs. sham tDCS) applied over the left PPC on implicit motor sequence learning of the right hand in 18 healthy volunteers (10 woman, aged between 22 years and 52 years). TDCS was applied for 10 minutes with an intensity of 250 µA immediately prior to SRTT training. Reaction times were assessed prior to, at the end of training on the SRTT and after a 30 minutes lasting rest period. Stabilization of the learned motor sequence was determined by susceptibility of reaction times to an interfering random pattern which additionally served as control condition allowing an estimation of unspecific reaction time gain independent of sequence learning. The analysis of reaction times following sham stimulation revealed significant sequence learning in a subgroup of 10 participants, solely. Subsequent analysis was limited to this subgroup. As compared to sham stimulation, anodal tDCS led to reduced susceptibility to interference 30 minutes after training. No significant effect on the acquisition of the motor sequence was found. Cathodal tDCS did not result in any significant effect neither on the acquisition nor on susceptibility to interference. The present findings support the causal involvement of the PPC in consolidation of a motor sequence, while no evidence was found for a relevant contribution to its acquisition.
Fachbereich / Einrichtung:Medizinische Fakultät
Dokument erstellt am:18.12.2019
Dateien geändert am:18.12.2019
Promotionsantrag am:21.01.2019
Datum der Promotion:29.10.2019
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