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Bitte verwenden Sie diesen Link, wenn Sie dieses Dokument zitieren oder verlinken wollen: https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:9-001588-0

Instrumentenspezifische Aktivierungen in sensomotorischen und auditorischen kortikalen Arealen bei Musikern

  • Neuronale Plastizität, also Veränderungen neuronaler Strukturen in ihrer funktionellen oder sogar anatomischen Erscheinung, ist noch im Erwachsenenalter nachweisbar. Diese kann durch Kurzzeit- oder Langzeitlernen bzw. -training verursacht sein. Zur Untersuchung von durch Langzeitlernen oder -training hervorgerufenen Effekten eignen sich insbesondere Musiker. Diese zeigen eine bemerkenswerte Fähigkeit, motorische und sensorische Aspekte zu verarbeiten. Viele der dabei ablaufenden Prozesse sind spezifisch für die Interaktion mit dem jeweiligen Instrument. Ziel der zugrunde liegenden Untersuchung war es, instrumentenspezifische Veränderungen in zerebralen und zerebellären Arealen zu identifizieren. Hierzu wurden zwei Gruppen von Instrumentalisten mittels funktioneller Magnet-resonanztomographie untersucht, die in demographischen Parametern und Instrumentalerfahrung weitgehend homogen waren, sich aber in der Art der Interaktion mit dem jeweiligen Instrument unterschieden. Beide Gruppen (Trompeter als Experimentalgruppe, Pianisten als Kontrollgruppe) führten Aufgaben mit isolierter oder kombinierter Lippen- bzw. Fingerbewegung auf einem Trompetenmodell oder einem Keypad durch. Hierbei wurden Trompeten- bzw. Klaviernoten oder Piktogramme von Händen gezeigt, um die geforderten Fingerbewegungen zu kodieren. Während des isolierten Fingerspiels auf dem Trompetenmodell, also ohne zusätzlichen auditorischen Stimulus, zeigten die Trompeter verstärkte Aktivierung im posterior-superioren Kleinhirn, dem primär sensomotorischen Kortex der dominanten Hemisphäre im Bereich der Lippe und des Körperstamms sowie dem linken primär auditorischen Kortex. Diese Ergebnisse legen die Existenz eines audito-motorischen, moto-motorischen sowie zerebro-zerebellären Regelkreises nahe, der bei kontextspezifischen Fingerbewegungen aktiviert wird. Darüber hinaus entwickelten die Trompeter beim kombinierten Lippen- und Fingerspiel sowie isolierten Lippenspiel eine stärkere bilaterale Aktivierung im Heschl Gyrus, obwohl die Pianisten lauter spielten. Dies unterstreicht die Rolle des primär auditorischen Kortex im Rahmen von durch Langzeittraining ausgebildeten auditorischen Feedbackmechanismen. Beim kombinierten Lippen- und Fingerspiel zeigten beide Gruppen eine Annäherung der primär somatosensorischen Repräsentationsareale der Lippe und Hand in der dominanten Hemisphäre im Vergleich zu den jeweils isolierten Bewegungen. Dies wirft die Frage auf, ob es sich bei dem beschriebenen Effekt um einen für die fokale Dystonie des Lippenansatzes ätiologisch relevanten, wie bisher angenommen, oder im Allgemeinen dem kombinierten Lippen- und Fingerspiel geschuldeten handelt. Eine primäre Ökonomisierung der Lippenmuskelaktivität, der eine sekundäre, mit der Spielerfahrung positiv korrelierende folgt, sowie eine niedrigere Sensibilitätsschwelle der Oberlippe konnten mit Hilfe der zusätzlich durchgeführten peripher physiologischen Messungen bei Trompetern gezeigt werden.
  • Musicians show a remarkable ability to interconnectmotor patterns and sensory processing in the somatosensory and auditory domains. Many of these processes are specific for the instrument used. We were interested in the cerebral and cerebellar representations of these instrument-specific changes and therefore applied functional magnetic resonance imaging (fMRI) in two groups of instrumentalists with different instrumental training for comparable periods (approximately 15 years). The first group (trumpet players) uses tight finger and lip interaction; the second (pianists as control group) uses only the extremities for performance. fMRI tasks were balanced for instructions (piano and trumpet notes), sensory feedback (keypad and trumpet), and hand–lip interaction on the trumpet. During fMRI, both groups switched between different devices (trumpet or keypad) and performance was combined with or without auditory feedback. Playing the trumpet without any tone emission or using the mouthpiece showed an instrument training-specific activation increase in trumpet players. This was evident for the posterior–superior cerebellar hemisphere, the dominant primary sensorimotor cortex, and the left Heschls gyrus. Additionally, trumpet players showed increased activity in the bilateral Heschls gyrus during actual trumpet playing, although they showed significantly decreased loudness while playing with the mouthpiece in the scanner compared to pianists.

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Metadaten
Author: Benjamin Gebel
URN:urn:nbn:de:gbv:9-001588-0
Title Additional (English):Instrument specific brain activation in sensorimotor and auditory representation in musicians
Advisor:Prof. Dr. Martin Lotze
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Date of Publication (online):2013/09/24
Granting Institution:Ernst-Moritz-Arndt-Universität, Universitätsmedizin (bis 31.05.2018)
Date of final exam:2013/09/12
Release Date:2013/09/24
Tag:cerebellum, fMRI, music, plasticity, sensorimotor
GND Keyword:Funktionelle NMR-Tomographie, Instrument, Kleinhirn, Motorik, Musik, Plastizität, Sensomotorik
Faculties:Universitätsmedizin / Institut für Diagnostische Radiologie
DDC class:600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 610 Medizin und Gesundheit