Impairments in Motor Cognition: Examining alternative routes to action
Human Cognitive and Systems Neuroscience
Final Report Abstract
Die Planung von Handlungen, die den geschickten Umgang mit Objekten gestattet, kann mit zunehmendem Alter mühsamer werden. Planbasierte Handlungen sind jedoch auch häufig massiv beeinträchtigt nach Schädigungen der linken Hirnhälfte durch einen Schlaganfall. PatientInnen mit einer sogenannten Apraxie lassen Bewegungen teils aus, wiederholen vorhergehende oder ersetzen die geforderte Handlung durch eine unpassende andere Bewegung, so z.B. bei der Benutzung von Werkzeugen. Teils können PatientInnen mit einer so genannten Apraxie einfache Handlungen wie das Ergreifen und Anwenden einer Zahnbürste zum Zähneputzen nicht mehr planen. Für das DFG Projekt wurden Methoden entwickelt und eingesetzt, welche die folgenden drei Punkte bei der Selektion und Ausführung von Handlungen beleuchteten: 1. die Eigenschaften alternativer Ansätze, 2. Zusammenhänge von Beeinträchtigungen mit geschädigten Hirnarealen und 3. diagnostische und therapeutische Vorgehensweisen in der Rehabilitation von Handlungsselektion und -ausführung. Beispielsweise konnte mittels unserer Studien zur Handlungsselektion gezeigt werden, unter welchen Bedingungen junge gesunde Erwachsene von einer regelbasierten gegenüber einer planbasierten Strategie besonders profitieren. Bei kognitiver Belastung, sowie bei psychosozialem Stress sind die Reaktionsleistungen zur Auswahl und Durchführung einer Greif-Bewegung, die regelbasiert stattfinden, schneller und stabiler. Bei älteren gesunden Probanden zeigt sich der Vorteil der regelbasierten Herangehensweise nicht so dominant. Es bleibt noch unklar, welche Mechanismen zu dieser Veränderung mit zunehmendem Alter beitragen. Unsere Studien zur Diagnostik der Leistung in Handlungsselektion und Ausführung zeigten, dass Hirnschädigungen nach Schlaganfall in der linken Hirnhälfte oder bei Demenz eine besonders starke Beeinträchtigung in der Auswahl und Nutzung von Werkzeugen verursachen können. Dabei liegt häufig bei PatientInnen mit einer Apraxie eine Störung sowohl bei Handlungen mit unbekannten als auch bei Handlungen mit bekannten Werkzeugen vor. Jedoch gibt es einzelne PatientInnen, bei denen selektiv nur der Umgang mit einem Werkzeugtyp betroffen sein kann, was auf unterschiedliche zugrundeliegende Mechanismen zur Lösung von bekannten versus unbekannten Werkzeughandlungen hinweist. Unterstützt wird diese Schlussfolgerung durch die Ergebnisse einer Folgestudie in der die Defizite bei der Auswahl von bekannten versus unbekannte Werkzeuge mit jeweils unterschiedlichen geschädigten Hirnregionen in Verbindung gebracht werden konnten. Schließlich konnten wir anhand von zwei Apraxie-PatientInnen zeigen, dass ein Werkzeuggebrauchs-Training erfolgreich sein kann, welches angepasst an die Bedürfnisse der Betroffenen einzelne Handlungen und Handlungsschritte häufig und mit regelmäßigem Feedback übt. Da im Alltag zumeist nicht alle Objekte passend beisammen liegen, wurde in der Naturalistic Action Therapie nicht nur die Handlungsausführung trainiert, sondern auch die Auswahl der dazugehörigen Objekte. Die beiden trainierten Patienten zeigten deutliche Verbesserungen nach der ca. 4-wöchigen Intervention. Das Projekt unterstützte somit wertvolle Studien im Bereich der Motorischen Kognition von der Grundlagenforschung bis hin zur Anwendung.
Publications
- (2017). Contributions of the parietal cortex to increased efficiency of planning-based action selection. Neuropsychologia, 105, 135-143
Randerath, J., Valyear, K. F., Philip, B. A., & Frey, S. H.
(See online at https://doi.org/10.1016/j.neuropsychologia.2017.04.024) - (2017). Selection and application of familiar and novel tools in patients with left and right hemispheric stroke: Psychometrics and normative data. Cortex, 94, 49-62
Buchmann, I., & Randerath, J.
(See online at https://doi.org/10.1016/j.cortex.2017.06.001) - (2018). Efficiency in Rule-vs. Plan- Based Movements Is Modulated by Action-Mode. Frontiers in Psychology, 9, 309
Scheib, J. P. P., Stoll, S., Thurmer, J. L., & Randerath, J.
(See online at https://doi.org/10.3389/fpsyg.2018.00309) - (2018). It takes two to pantomime: Communication meets motor cognition. Neuroimage Clin, 19, 1008-1017
Finkel, L., Hogrefe, K., Frey, S. H., Goldenberg, G., & Randerath, J.
(See online at https://doi.org/10.1016/j.nicl.2018.06.019) - (2020). A combined therapy for limb apraxia and related anosognosia. Neuropsychol Rehabil, 30(10), 2016-2034
Buchmann, I., Finkel, L., Dangel, M., Erz, D., Maren Harscher, K., Kaupp-Merkle, M., Liepert, J., Rockstroh, B., & Randerath, J.
(See online at https://doi.org/10.1080/09602011.2019.1628075) - (2020). Limb apraxia profiles in different clinical samples. Clin Neuropsychol, 34(1), 217-242
Buchmann, I., Dangel, M., Finkel, L., Jung, R., Makhkamova, I., Binder, A., Dettmers, C., Herrmann, L., Liepert, J., Moller, J. C., Richter, G., Vogler, T., Wolf, C., & Randerath, J.
(See online at https://doi.org/10.1080/13854046.2019.1585575)
