Das beschädigte Gehirn neu verdrahten

Das beschädigte Gehirn neu verdrahten
Das beschädigte Gehirn neu verdrahten
Anonim

Beobachtungen von Patienten, die einen Schlaganfall oder eine Hirnverletzung erleiden und nur eine eingeschränkte Funktion wiedererlangen, hatten zu der Ansicht geführt, dass das Gehirn „fest verdrahtet“ist, mit neuronalen Sch altkreisen, die durch die Pubertät festgelegt wurden und danach unverändert bleiben.

Der Kortex des Gehirns steuert unter anderem freiwillige Bewegungen, Sprache und Argumentation. Die Forschung legt nun nahe, dass neurale Verbindungen des Cortex nicht fixiert sind, sondern kontinuierlich durch Erfahrung und Lernen modifiziert werden.

Frühere Studien haben gezeigt, dass das Üben einer einfachen Fingerbewegung die Größe des Bereichs des motorischen Kortex verändern kann, der bestimmte Fingermuskeln steuert, und sogar seine neuralen Verbindungen verändern kann.

Bei blinden Braille-Lesern ist der kortikale Bereich für den lesenden Finger viel größer als für einen nicht lesenden Finger. Amputierte zeigen den umgekehrten Effekt; kortikale Bereiche fehlender Muskeln werden von nicht betroffenen übernommen.

In einer in Experimental Brain Research veröffentlichten Studie haben Forscher der Abteilung für Physiologie der Adelaide University herausgefunden, dass die Stimulation des Nervs von einem Muskel zum Gehirn die Größe der Reaktionen aus dem Bereich der Hirnrinde verändern kann, der den Muskel versorgt. Außerdem h alten diese Veränderungen noch einige Zeit an, nachdem die Stimulation beendet wurde.

"Unsere Ergebnisse sind ziemlich aufregend, da sie Auswirkungen auf das Verständnis von Phänomenen wie dem Erlernen von Fähigkeiten und dem motorischen Gedächtnis haben", sagte Dr. Mike Ridding, ein Florey Postdoctoral Fellow und leitender Forscher der Studie, "Sie schlagen auch neue Richtungen für vor Entwicklung potenzieller therapeutischer Ansätze für gestörte Gehirnfunktionen bei solchen schwächenden Erkrankungen wie Schlaganfall."

Viele Schlaganfallopfer haben aufgrund von Muskelschwäche oder ungewollten Muskelkontraktionen, die eine koordinierte Bewegung fast unmöglich machen, selbst bei einfachen Aufgaben Schwierigkeiten. In den meisten Fällen sind die Muskeln und Nerven selbst in Ordnung, aber ihre Verbindungen zum Kortex sind beschädigt. Die Ergebnisse der Studie deuten darauf hin, dass es in Zukunft möglich sein könnte, das geschädigte Gehirnareal zu umgehen.

In der Studie wurden elektronische Spulen verwendet, um die Großhirnrinde zu stimulieren und dann Änderungen in ihrer Aktivität zu messen, die durch die Stimulation von Nerven von den Fingern verursacht wurden. Unterschiedlich geformte Spulen wurden entwickelt, um unterschiedliche Stimulationsmuster zu erzeugen. In der Nähe des Kopfes eines Probanden geh alten, sind sie nicht-invasiv und schmerzlos.

"Durch die Entwicklung einer Methode zur Stimulierung der Bahnen, die von den betroffenen Muskeln zurück zum Gehirn führen, können wir möglicherweise die Entwicklung und Nutzung eines alternativen kortikalen Bereichs zu dem durch den Schlaganfall geschädigten fördern.“, sagte Dr. Ridding, „Wenn wir dies erreichen könnten, wäre dies ein großer Schritt, um es den Patienten zu ermöglichen, zumindest einen Teil der Bewegungskontrolle wiederzuerlangen, die sie infolge ihres Schlaganfalls verloren haben.“

Die anderen Autoren der Studie sind Associate Professor Tim Miles und Doktorandin Julia Pitcher, beide Mitglieder der Sensomotor Control Group, Dr. Brenda Brouwer, Visiting Research Fellow der Queen's University, Kanada, und Professorin für Neurologie, Abteilung of Medicine, Phillip Thompson.

Zusammen mit Dr. Tim Miles und Professor Thompson untersucht Dr. Ridding jetzt die Natur dieser Veränderungen des motorischen Kortex, während Julia Pitcher die Veränderungen der Erregbarkeit des motorischen Kortex untersucht, die auftreten, wenn ein Muskel ermüdet. Muskelermüdung und -schwäche sind Symptome, die bei einer Reihe von Störungen der motorischen Kontrolle auftreten, einschließlich Schlaganfällen.

Dr. Ridding glaubt, dass der Effekt ein Protein beinh alten könnte, das die synaptische Effizienz im Gehirn modifiziert. „Zusammen mit den Ergebnissen von Julias Ermüdungsstudien sollten wir einen Einblick gewinnen, wie wir die Mechanismen manipulieren könnten, um Menschen mit Bewegungsstörungen zu helfen, mehr motorische Kontrolle zurückzugewinnen“, sagte er.

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