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Doktorandenkongress der Medical Research School Düsseldorf 2011 2.5 Modulation motorkortikaler Oszillationen bei motorischem Lernen David Latz, Alfons Schnitzler, Bettina Pollok Institut für Klinische Neurowissenschaften und Medizinische Psychologie Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde die Modulation neuromagnetischer Oszillationen des primären sensomotorischen Kortex (S1/M1) während einer einfachen motorischen Lernaufgabe untersucht. In einer Serial Reaction Time Task mussten 15 rechts-händige Probanden mit der rechten Hand auf einer Tastatur mit 4 Tasten so schnell wie möglich die auf einer Graphik abgebildete Taste drücken (Fingertipp). Jede Testperson durchlief 3 Bedingungen mit 200 Fingertipps: Eine Kontrollbedingung, in der die visuellen Stimuli zufällig dargeboten wurden und zwei Lernbedingungen, in denen dieselbe achtstellige Sequenz wiederholt präsentiert wurde. Zur Charakterisierung motorkortikaler Oszillationen wurde neuromagnetische Hirnaktivität mithilfe eines 306-Kanal Ganzkopf-Magnetenzephalografi e- Systems aufgezeichnet. Oszillationen im Alpha- (8 – 12 Hz) und Betaband (13 – 30 Hz) zeigen eine räumliche und zeitliche Charakteristik während der Ausführung von Bewegungen in Form einer Ereignis korrelierten Desynchronisation (ERD) und Synchronisation (ERS). Die ERD stellt das Korrelat aktivierter, die ERS das deaktivierter kortikaler Areale dar. Oszillationen im Alphaband sind primär mit der Verarbeitung sensorischer Reize in S1 assoziiert, während Oszillationen im Betaband mit der expliziten Steuerung von Bewegungen in Verbindung gebracht werden. In der vorliegenden Arbeit wurde die ERD und die ERS im Alpha- und Betaband auf systematische Unterschiede zwischen den Bedingungen überprüft. Die Analyse der Verhaltensdaten zeigte eine signifi kante Abnahme der Reaktionszeiten (Kontrolle > Lernen 1 > Lernen 2). Die ERD zeigte in der zweiten Lernbedingung im Vergleich zur Kontrollbedingung eine signifi kante Abnahme der Amplitude im Alphaband der kontralateralen Hemisphäre und im Betaband beider Hemisphären. Der Beginn der ERD im Betaband korrelierte signifi kant mit der Reaktionszeit. Die beidseitige Abnahme der Beta ERD, sowie die Korrelation zwischen dem Beginn der Beta ERD und der Reaktionszeit könnten darauf hindeuten, dass es während motorischem Lernen zu einer Reduktion der expliziten motorischen Kontrolle kommt. 5 2.6 Hypnose und Imagination bei Erwerb und Repräsentation motorischer Handlungen. Katrin Bacht, Katharina Mueller, Stephanie Schramm, Rüdiger Seitz Neurologische Klinik Zahlreiche Studien konnten zeigen, dass bei der Vorstellung von motorischen Handlungen dieselben kortikalen Areale beteiligt sind wie bei der realen Ausführung einer Bewegung. Die zentrale Hypothese dieser Studie ist, dass diese Areale auch beim Erwerb motorischer Fertigkeiten rekrutiert werden können. Da sich ohne bisherige wissenschaftliche Grundlegung hypnotherapeutische Verfahren in der Neurorehabilitation als eff ektiv erwiesen haben, untersuchten wir in unserer Studie motorische Vorstellung mit und ohne Hypnose. In unserer fMRT Studie untersuchten wir 16 Probanden, die in zwei Messungen unter Kontrolle und unter Hypnose eine repetitive Fingeraufgabe durchführten bzw. sich diese vorstellten (motorische Imagination). Die Hypnotisierbarkeit der Probanden wurde im Vorfeld durch ein standardisiertes Testverfahren erfasst. Die Ergebnisse der statistischen Bildanalyse zeigten eine Beteiligung frontaler und parietaler Regionen, die exekutive und Wahrnehmungsfunktionen vermitteln. Im Vergleich der motorischen Vorstellungsaufgabe mit der tatsächlichen Bewegung, zeigten sich Aktivierungen präzentral, fronto-medial und latero-frontal sowie im Cerebellum. Ebenso aktiviert waren temporale und okzipitale Areale und Bereiche im Precuneus. Unter Hypnose fanden sich während der motorischen Vorstellungsaufgabe Veränderungen des BOLD-Signals bilateral im Cingulum, rechts im Cerebellum, sowie in der linken Hemisphäre frontal, temporal und in der Insula. Zusammenfassend zeigen die Ergebnisse signifi kante Aktivierungen in Arealen, die bei der Planung und Koordination komplexer Bewegungen und bei der Aufmerksamkeitsausrichtung auf diese Handlungen eine Rolle spielen. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die motorische Imagination unter Hypnose einen neuen Zugang für motorisches Lernen eröff nen könnte.
Doktorandenkongress der Medical Research School Düsseldorf 2011 2.7 Schwann cell migration in infl ammatory milieus Sandra Labus, Mark Stettner, Thomas Dehmel, Anne-Kathrin Mausberg, Bernd C. Kieseier Department of Neurology While polyneuropathies (PNP) are known as common causes of disability, the underlying molecular mechanisms of degrading and remodelling peripheral myelin are not completely clear. Schwann cells (SCs) as glial cells of the peripheral nervous system (PNS) play a main role in myelin restructuring, a process requiring the ability of SCs to migrate, in damaged peripheral nerves, e.g. in the context of immune-mediated damage to the PNS. The present study was designed to identify cytokines secreted by infl ammatory cells as mediators of SC locomotion. The correlation between activity of matrix metalloproteinases (MMP) relevant endopeptidases for migration, and SC mobility was studied. Furthermore, serum from rats induced with experimental autoimmune neuritis (EAN), interleukin 4 (IL-4) and interferon gamma (IFN-γ) as key cytokines of an infl ammatory TH1/TH2 response, as well as toll-like receptor 4 ligand lipopolysaccharides (LPS) were analysed as modulators of migration. To address these subjects, we purifi ed SCs from sciatic nerves and applied chemotaxis-migration-slides to analyse directed horizontal migration as well as scratch assays in order to record undirected migration. Long-term imaging was performed in a conditioned microscope chamber up to three days. An increase of undirected SC mobility after treatment with LPS was observed, and after inhibition of MMP activity with a non-specifi c MMP inhibitor this elevation was diminished. Stimulation with EAN serum at the stage of recovery acts as an attractant of SCs. SCs depart from IFN-γ, whereas IL-4 acts as an attractant and increases undirected SC migration. We conclude that a specifi c pattern of cytokines during infl ammation and regeneration is crucial to conduct and regulate SC locomotion, to some extent caused via MMP secretion. This preliminary data warrants further studies and may provide new insights into restorative mechanisms of the PNS, which may be useful in the development of target therapies. 6 2.8 Untersuchungen zum Bereitschaftsfeld beim Tourette-Syndrom Anastasia Miller, Katja Biermann-Ruben, Stefanie Franzkowiak, Jennifer Paszek, Bettina Pollok, Alexander Münchau, Alfons Schnitzler Institut für Klinische Neurowissenschaften und Medizinische Psychologie In dieser klinischen Studie wurde die Hirnaktivität bei Tourette-Patienten und gesunden Kontrollprobanden mittels Magnetenzephalographie (MEG) gemessen und zwei evozierte Felder ausgewertet: das Bereitschaftsfeld (BF), ein magnetisches Äquivalent des Bereitschaftspotentials, und das movement evoked fi eld (MEF), das die erste sensorische Rückmeldung auf eigene Bewegungen refl ektiert. Die Auswertung der oszillatorischen Aktivität in derselben Stichprobe ergab, dass Tourette-Patienten eine signifi kant ausgeprägtere Modulation im Beta- Frequenzband im kontralateral zur Bewegung lokalisierten Handareal zeigen (Franzkowiak et al., 2010). Hypothese: Die Amplitude des Bereitschaftsfelds und des Movement-evoked Fields ist bei Tourette-Patienten größer als bei gesunden Probanden. Es wurden 12 gesunde Probanden und 12 Tourette-Patienten, die zur Zeit der Studie nicht medikamentös behandelt wurden, untersucht. Es wurden 2 Aufgaben durchgeführt: 1. Selbstgesteuerte Fingerbewegungen (Zeige- oder Mittelfi nger) 2. Go/NoGo-Aufgabe für eine Fingerbewegung nach visuellem Reiz. Die Auswertung erfolgte mittels eines Dipol-Modellings und es resultierte jeweils ein Dipol für das BF und ein Dipol für das MEF. Die Gipfelamplituden der Dipole wurden mittels einer Varianzanalyse mit den Faktoren „Probandengruppe“ (Tourette versus Kontrollprobanden), „Aufgabe“ (selbstgesteuert vs Go/NoGo) und „Quelle“ (BF vs MEF) statistisch untersucht. Ebenso wurde mit den Gipfellatenzen verfahren. Für die Amplituden ergab die Varianzanalyse drei signifi kante Haupteff ekte und eine signifi kante Interaktion zwischen Gruppe und Komponente (p < 0,028): Während es beim BF keinen Unterschied zwischen den Gruppen gab, hatten die Tourette-Probanden im MEF signifi kant höhere Werte als die Kontrollprobanden (p < 0,011), und zwar in beiden Aufgaben. Wir interpretieren den Befund als eine verstärkte sensorische Rückmeldung bei Tourette-Patienten als mögliche Kompensation der motorischen Ticks.
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Seite 5 und 6: Programm 17. Juni 2011, Hörsaal 13
Seite 7 und 8: Doktorandenkongress der Medical Res
Seite 9: Doktorandenkongress der Medical Res
Seite 23 und 24: Session 5 - Poster Klinische Studie

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