Funktionelle Bildgebung

» Die Rolle der ipsi- und kontralateralen motorischen Zentren für die Erholung der komplexen Willkürmotorik nach Schlaganfall

Projekt der Medizin-Doktoranden Moritz Loibl und Willy Beutling unter der Leitung von Martin Lotze 2007-2009

DFG-Projekt von 2009-2012 von Martin Lotze und Thomas Platz (Neurologisches Rehabilitationszentrum) mit Andrea Walz und Sybille Roschka

Wie sich das Gehirn an die Schädigung anpasst und neue neuronale Areale für die Steuerung von alltagsrelevanten komplexen Bewegungen rekrutiert ist weitgehend unverstanden. Aus diesem Grund möchten wir mit der funktionellen Kernspintomographie (fMRT) Veränderungen der Repräsentation von Handbewegungen mit unterschiedlichen Anforderungen an das sensomotorische System erfassen.

• In einer ersten Querschnittstudie soll zunächst erfasst werden, wie sich Patienten mit erlitenem Kapsula interna Infarkt und nach fast völliger Restitution der Handbewegung von alltagsangepassten Gesunden hinsichtlich der cerebralen Steuerung unterschiedlicher Bewegungen unterscheiden. Bei einfachen Bewegungen ist hier bereits nachgewiesen worden dass zusätzliche Aktivierungen in der ipsilateral zur Handbewegung lokalisierten Hemisphäre– also bei Bewegung der betroffenen Hand in der nicht betroffenen Hemisphäre mit schlechterem Endergebnis korrelieren. Man weiss jedoch aus fMRT-navigierten TMS-Untersuchungen, das bei komplexen Bewegungen diese Hemisphäre durchaus auch zur Bewegungssteuerung beitragen kann. Wir möchten diesen Beitrag für unterschiedliche sensomotorische an die Bewegungssteuerung genauer erfassen.
• In einer Verlaufsuntersuchung werden Patienten nach akutem cerebralem Infarktereignis im NRZ zusätzlich mit einem spezifischen Arm-Fähigkeits-Training therapiert. Das zeigt nachweislich eine zusätzliche Verbesserung des erreichten motorischen Endergebnisses. An diesen Patienten kann im Verlauf die Veränderung der cerebralen Steuerung von unterschiedlichen Bewegungen erfasst werden, was uns zusätzlich noch ermöglicht, Charakteristika der Bewegungssteuerung bei optimaler Therapie und unterschiedlichem Endergebnis und Läsionstyp zu erfassen.

Abbildung:
Aktivierungskarten von 23 gesunden Probanden bei Durchführung einer einfachen Faustschlussbewegung im 1 Hz Rhythmus (A), beim visuell geführten Nachfahren einer Linie (aus dem Wiener Testsystem; B) und beim somatosensorisch geleiteten Umstecken von Stiften (C).

Weiterführende Literatur:
Lotze M., Beutling W., Loibl M., Domin M., Platz T., Schminke U., Byblow, W. (2011) dPMC activation of the contralesional hemisphere is associated with the decrease of DTI-traces in chronic subcortical stroke patients. Neurorehabilitation and Neural Repair, in press
Loibl M., Beutling W., Kaza E., Lotze M. (2011) Non-effective increase of fMRI-activation for motor performance in elder individuals; Behavioural Brain Research, 223(2): 280-6.
Lotze, M. (2010) Functional lesions of the motor system with TMS– a challenge for individual functional mapping; Restaurative Neurology and Neuroscience 28(4):469-76.
Lotze. M., Sauseng P., Staudt, M. (2009) Functional relevance of ipsilateral motor activation in congenital hemiparesis as tested by fMRI-navigated TMS. Experimental Neurology, 217:440-3.
Lotze M., Markert J., Sauseng P., Hoppe J., Plewnia C., Gerloff C. (2006) The role of multiple contralesional motor areas for complex hand movements after internal capsular lesion. Journal of Neuroscience 26(22):6096-102.
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Lotze M., Käthner R. J., Erb M., Cohen L.G., Grodd W., Topka H. (2003) Comparison of representational maps using fMRI and TMS. Clinical Neurophysiology 114(2): 306-312.
Lotze M., Braun C., Birbaumer N., Anders S., Cohen L.G. (2003) Motor learning elicited by voluntary drive. Brain 126 (4): 886-872.

Die Arbeiten wurden und 2004 mit dem wissenschaftliche Förderpreis des Vereins zur Förderung Neurologischer Wissenschaften und 2006 mit dem Fürst Donnersmark Forschungspreis (15000€) ausgezeichnet