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Verbesserung des motorischen Lernens durch repetitive transkranielle Magnetstimulation (rTMS) des primären motorischen Kortex (M1) oder somatosensorischen Kortex (S1) bei gesunden Personen - Verhaltensanalyse der erlernten motorischen Fähigkeiten und ihre Modulation durch fokale intermittierende Theta-Burst-Stimulation (iTBS)

  • Der aktuelle demografische Wandel in Deutschland zeigt eine erhöhte Lebenserwartung und damit einen Anstieg an altersassoziierten Erkrankungen wie dem Schlaganfall. Eine mögliche Folge ist die Armparese, welche eine gravierende Behinderung bei der Ausführung alltäglicher Handlungen darstellt. Dadurch kommt der motorischen Rehabilitation mit dem Ziel der Wiederherstellung der Alltagstauglichkeit eine besonders wichtige Rolle zu. Unter zahlreichen Therapiekonzepten ist für das Arm-Fähigkeits-Training (AFT), welches einzeln verschiedene sensomotorische Armfähigkeiten anspricht und das motorische Lernen induziert, eine gute Wirksamkeit belegt. In Studien konnte gezeigt werden, dass eine nicht-invasive Hirnstimulation in Form einer repetitiven transkraniellen Magnetstimulation (rTMS), genauer der intermittierenden Theta-Burst-Stimulation (iTBS), vorübergehend die lokal kortikale Erregbarkeit des stimulierten Areals erhöhen (Huang et al., 2005) und dadurch gegebenenfalls auch das nachfolgende trainingsinduzierte Lernen beeinflussen kann. Das Wissen über mögliche „Priming“-Effekte von iTBS auf das motorische Lernen bei Gesunden kann helfen, zielgerichtete therapeutische Anwendungen für Patienten nach einem Schlaganfall zu entwickeln. Ziel dieser Untersuchung war es festzustellen, ob das exzitatorische „Priming“ mit iTBS über dem primären motorischen Kortex (M1) oder dem primären somatosensorischen Kortex (S1) unmittelbar vor einer täglichen Trainingseinheit mit AFT (über vier Tage) für den linken Arm bei gesunden rechtshändigen Probanden die sensomotorische Lerndynamik verbessern kann. Zu diesem Zweck wurde ein Training des linken, nicht-dominanten Arms von 18 jungen und gesunden Probanden mithilfe von acht unterschiedlichen motorischen Aufgaben (AFT) einmal pro Tag für insgesamt fünf Tage durchgeführt. Mit Ausnahme des ersten Tages (Baseline) erfolgte das Training nach der Applikation einer exzitatorischen Form der repetitiven transkraniellen Magnetstimulation (iTBS). Die Stimulation wurde je nach randomisierter Gruppenzuordnung entweder über M1 oder S1 rechts oder als Sham-Stimulation, um einen möglichen Placebo-Effekt auszuschließen, über M1 rechts durchgeführt. Die Hauptkomponentenanalyse der Daten zum motorischen Verhalten ergab acht unabhängige motorische Komponenten, die den acht trainierten Aufgaben entsprachen. AFT induzierte motorisches Lernen über alle Fähigkeiten hinweg mit einem Generalisationseffekt auf eine nicht-trainierte Aufgabe der Fingergeschicklichkeitm(Nine-Hole-Peg-Test,ccNHPT). Probanden, die iTBS (entweder über M1 oder S1) erhielten, zeigten im Vergleich zur Sham-Stimulation sowohl eine bessere Leistung bei den AFT-Aufgaben während der Trainingsdauer als auch eine größere Verbesserung der nicht-trainierten Fingergeschicklichkeitsaufgabe (NHPT) für den trainierten linken Arm nach Trainingsende. Daraus resultiert, dass die exzitatorische repetitive transkranielle Magnetstimulation in Form von iTBS über M1 oder S1 das motorische Lernen über verschiedene sensomotorische Fähigkeiten hinweg verbessern kann. Auch wenn die verstärkenden Effekte eines exzitatorischen „Priming“ absolut gesehen klein waren, so geben sie dennoch Grund zur Annahme, dass darin auch ein therapeutisches Potenzial für die Armrehabilitation nach Schlaganfall liegt. Ob das so ist, wäre jedoch mit geeigneten klinischen Studien zu untersuchen. Die Ergebnisse des Promotionsvorhabens wurden in einer Peer-Review-Zeitschrift publiziert (Platz et al., 2018a).
  • 18 healthy subjects trained eight different arm motor tasks (arm ability training) for 5 days with the left non-dominant arm. Day 2-5 an excitatory form of repetitive transcranial magnetic stimulation (iTBS) to either right M1 or S1 or sham stimulation (right M1) was applied before the training. It could be shown that priming with an excitatory repetitive transcranial magnetic stimulation (iTBS) of M1 or S1 can enhance motor learning.

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Metadaten
Author: Marija Adler-Wiebe
URN:urn:nbn:de:gbv:9-opus-35570
Title Additional (English):Enhancement of motor learning by focal intermittent theta burst stimulation (iTBS) of either the primary motor (M1) or somatosensory area (S1) in healthy human subjects.
Referee:Prof. Dr. med. Thomas Platz, Prof. Dr. med. Michael Nitsche
Advisor:Prof. Dr. med. Thomas Platz
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Year of Completion:2020
Date of first Publication:2020/02/24
Granting Institution:Universität Greifswald, Universitätsmedizin
Date of final exam:2019/04/09
Release Date:2020/02/24
Tag:AFT, Kortex, iTBS, rTMS
GND Keyword:Magnetstimulation, motorisch
Pagenumber:80
Faculties:Universitätsmedizin / Klinik und Poliklinik für Neurologie
DDC class:600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 610 Medizin und Gesundheit