Induktion homöostatischer Plastizität im menschlichen Motorkortex durch konvergierende kortikokortikale Eingänge

Fischer, Sarah Elena ORCID

In dieser Studie wurde mittels zwei interventioneller TMS-Protokolle Homöostase-ähnliche Metaplastizität der Hand-Region im menschlichen primären Motorkortex induziert. Kombiniert wurden hierfür zwei TMS-Protokolle, die über unterschiedliche Afferenzen Plastizität im primären Motorkortex bewirken. Die Hypothese war, dass im linken primäre Motorkortex eine homöostatische Integration von synaptischer Langzeitpotentierung- und Langzeitdepression-ähnlicher Plastizität stattfinden würde. Dafür wurde zehn gesunden Probanden repetitive transkranielle Magnetstimulation (rTMS) des linken prämotorischen Kortex (PMD) appliziert, um so einen LTP-ähnlichen Anstieg (5 Hz rTMS) oder einen LTD-ähnlichen Abfall (1 Hz rTMS) der kortikospinalen Erregbarkeit des linken M1HAND via prämotorisch-motorischer Afferenzen zu induzieren. Gefolgt wurde die PMD rTMS, von einer gepaart-assoziativen Stimulation (PAS) appliziert am rechten N. medianus und linken M1HAND, um hierdurch eine vom Zeitpunkt der Potentialentstehung abhängige Plastizität in sensorisch-motorischen Afferenzen des linken M1 zu induzieren. Hierbei zeigte sich, dass, eine nach einer fazilitierenden 5 Hz rTMS gegebene, faszilitierende PASN20+2ms die kortikospinale Erregbarkeit herabsetzte. Genauso kam es bei einer, nach einer hemmenden 1Hz rTMS gegebenen, ebenfalls hemmenden PASN20-5ms zu einer gesteigerten kortikospinalen Erregbarkeit. Demnach induzierte eine prämotorisch-motorische Präkonditionierung eine homöostatische Antwort auf eine sensorisch-motorische PAS. Es zeigte sich ein negativ-linearer Zusammenhang zwischen den Veränderungen der Erregbarkeit induziert durch PMD rTMS und denen hervorgerufen durch eine anschließende PAS. Diese Veränderungen der Erregbarkeit waren nicht begleitet von parallelen Veränderungen der motorischen Leistungsfähigkeit einer Finger-Tipp-Übung. Die Ergebnisse geben Hinweise auf ein homöostatisches Antwortmuster im menschlichen M1, das akute plastische Veränderungen, die durch unterschiedliche Zugänge entstanden sind, integriert.

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Fischer, Sarah: Induktion homöostatischer Plastizität im menschlichen Motorkortex durch konvergierende kortikokortikale Eingänge. 2018.

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