Adaptives lokomotorisches Lernen und seine Konsolidierung bei Multipler Sklerose: Funktionelle Bedeutung und Verstärkung durch transkranielle Gleichstromstimulation

• Antragsteller: Dr. Daniel Zeller
• Fachliche Zuordnung: Klinische Neurologie; Neurochirurgie und Neuroradiologie
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 286012902

Bei jungen Menschen zählt die Multiple Sklerose (MS) zu den häufigsten Ursachen chronischer Behinderung. Allerdings ist das Ausmaß der Behinderung, das aus einem bestimmten Grad an ZNS-Schädigung resultiert, auffallend variabel. Solche funktionellen Unterschiede scheinen wesentlich durch die variable Ausprägung von Neuroplastizität bedingt. Daher könnten neue therapeutische Strategien, die auf eine Verstärkung von Kompensationsmechanismen abzielen, von großem Nutzen für die Abwendung bleibender Behinderung bei MS-Patienten sein. Bestimmte Formen der schnell einsetzenden motorischen Plastizität sind bei MS-Patienten erhalten und bestimmen somit nicht das Ausmaß der Erholung von ZNS-Läsionen. Über andere Formen des motorischen Lernens bei MS ist hingegen wenig bekannt. In Anbetracht der sukzessive wachsenden MS-bedingten ZNS-Schädigung könnte sich besonders die motorische Adaptation - also die Fähigkeit zur Anpassung an innere oder äußere Störeinflüsse aufdie Willkürmotorik - als entscheidender Faktor für die Kompensation erweisen. Da die Gehfähigkeit aus Patientensicht die wichtigste Körperfunktion überhaupt darstellt, ist insbesondere die Untersuchung der lokomotorischen Adaptation von großem Interesse. Aber nicht nur die schnelle motorische Adaptation könnte kompensatorisch bedeutsam sein. Um zu überdauern, müssen neu oder wieder erworbene motorische Fertigkeiten von einer labilen in eine stabile Gedächtnisform überführt werden. Dieser Prozess der Konsolidierung kann interventionell beeinflusst werden, z. B. mittels nicht-invasiver Stimulationsverfahren. Im vorliegenden Antrag schlagen wir vor, (i) die lokomotorische Adaptation und (ii) ihre Konsolidierung bei MS-Patienten daraufhin zu untersuchen, ob sie die funktionelle Kompensation bei einer Untergruppe von MS-Patienten limitiert, und (iii) die Konsolidierung bei MS-Patienten mittels transkranieller Gleichstromstimulation (tDCS) zu verstärken. Mithilfe eines multimodalen Untersuchungsansatzes soll die Hypothese geprüft werden, dass das Ausmaß erfolgreicher Kompensation MS-bedingter Läsionen zu einem erheblichen Teil von der individuellen Fähigkeit abhängt, wiedererlernte motorische Fertigkeiten zu konsolidieren. Die lokomotorische Adaptation und ihre Konsolidierung sollen mithilfe einer Gang-Adaptationsaufgabe auf einem geteilten Laufband untersucht werden. Dieses etablierte Paradigma prüft vorwiegend das kleinhirnabhängige Lernen. Basierend auf Untersuchungen, die eine Verbesserung der motorischen Konsolidierung unter Anwendung von tDCS gezeigt hatten, soll anschließend die Hypothese überprüft werden, dass anodale zerebelläre tDCS bei MS-Patienten zu einer verbesserten Konsolidierung der lokomotorischen Adaptation führt. Wir erwarten, dass unsere Untersuchungen zu einem besseren Verständnis derjenigen Faktoren führen, die manchen MS-Patienten eine erhöhte Resilienz gegenüber ZNS-Läsionen verleihen, und dass sie zur Entwicklung neuer individueller, bedarfsgerechter MS-Therapien beitragen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen