Sensomotorische Standkontrolle

• Applicant: Professor Dr. Thomas Mergner
• Subject Area: Clinical Neurology; Neurosurgery and Neuroradiology
• Term: from 2002 to 2010
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5367878

Bei der Erforschung der sensorischen Kontrolle von Bewegung ist eine bisher ungelöste Frage, wie die sensorischen Signale untereinander und mit zentral generierten Kontrollsignalen interagieren und in die Motorik einkoppeln. Basierend auf psychophysischen Studien haben wir Konzepte (dynamische Modelle) zu diesen sensorischen Mechanismen und zur sensomotorischen Kopplung entwickelt und untersuchen sie nun in ihrer motorischen Kontrollfunktion, in einem Wechselspiel zwischen Experiment und Computersimulation. Dies erfolgt überwiegend am Beispiel der Standkontrolle des Menschen und der Einbettung von Willkürmotorik in die posturale Motorik. Ein Kernpunkt unseres Ansatzes ist die Ablösung des klassischen monomodalen Reflexprinzips durch multimodale interne Repräsentationen der externen Reize, die durch "Sensorfusion" entstehen. Ein weiterer Kernpunkt betrifft die Umsetzung dieser internen Reizrepräsentationen in Motorik; nach unserer Vorstellung erfolgt sie in Form globaler Sollwertsignale für lokale propriozeptive Gelenk-Kontrollschleifen ("set point principle") anstelle von direkten Bewegungsbefehlen. Wir halten dieses Konzept aus folgenden Gründen für biologisch plausibel: (a) es zeichnet sich eine starke Übereinstimmung ab zwischen theoretischen (im Modell simulierten) und den bisher experimentell erhaltenen Daten, (b) in dem Konzept können unterschiedliche Reizbedingungen superponiert und der Willkürmotorik unterlegt werden, ohne daß explizit Sensorwichtungen vorgenommen werden müssen, (c) das Modell ist "sparsam" angelegt und robust gegenüber "Läsionen", und (d) es weist modulare Eigenschaften auf und ist somit für die Kontrolle von Ein- und Mehrsegment-Körpern geeignet. Wir erwarten von diesem Projekt entscheidende Fortschritte für das Verständnis der Sensomotorik des Menschen sowie Lösungsansätze für klinisch-neurologische Fragestellungen und technische Anwendungen (Robotik, "man-machine systems", "rehabilitation engineering").

• DFG Programme: Research Grants