Task-abhängige und -unabhängige kortikomuskuläre Interaktionen während komplexer Greifbewegungen

Abstract

Die kortikomuskuläre Interaktion während alltagsbezogener Bewegung ist bisher nicht detailliert untersucht worden. So fehlen elektrophysiologische Erkenntnisse hinsichtlich der kortikalen Korrelate verschiedener Ausführungsvarianten von alltagsbezogenen Bewegungen. In der vorliegenden Studie wurde bei 13 gesunden Probanden die kortikomuskuläre Elektrophysiologie standardisierter Ausführungsvarianten von sieben unterschiedlichen Tätigkeiten des täglichen Lebens an Hand des Brötz-Hand Tests untersucht. Die Analysen ereigniskorrelierter kortikaler Synchronisation (ERS) und Desynchronisation (ERD) in unterschiedlichen Frequenzbändern zeigen zwei Aktivitätsprofile: einerseits die bekannte Abfolge von Theta-ERS, Alpha- und Beta-ERD sowie Gamma-ERS im Verlauf der Bewegung und andererseits ein Muster, das in Abhängigkeit von der Komplexität der Aufgabe entsteht. Dieses zweite Aktivitätsprofil zeigt eine kontralaterale Synchronisation und eine ipsilaterale Desynchronisation in einem umschriebenen Beta-Frequenzband (17-21 Hz). Im Gamma-Band zeigt sich darüber hinaus neben einer kortikalen Synchronisation während nahezu des gesamten Messzeitraums auch eine kortikomuskuläre Kohärenz zur kontralateralen Muskulatur der oberen Extremität proximal (Trizeps) und distal auch antagonistischer Muskeln (Handgelenksflexoren und –extensoren). Insbesondere die hier gefundene charakteristische Beta-Modulation (17-21 Hz) könnte sich beispielsweise zur Nutzung von Hilfsmitteln auf der Basis von Mensch-Maschine-Schnittstellen oder zur Anwendung bei hirnzustandsabhängiger Stimulation eignen. Hierbei muss jedoch das Aktivitätsmuster und die Topografie aus ERS und ERD bei zunehmender Komplexität der Aufgaben berücksichtig werden. Langfristig sind diese Befunde geeignet, neue hirnzustandsabhängige Interventionen unter Alltagsbedingungen beispielsweise für die motorische Rehabilitation der oberen Extremität nach Schlaganfall zu ermöglichen.