Sensorische Plastizität der Fortbewegung: Effekte von Perturbationstraining auf Erholung nach propriozeptivem Verlust

• Antragsteller: Dr.-Ing. Alessandro Santuz
• Fachliche Zuordnung: Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie ; Experimentelle Modelle zum Verständnis von Erkrankungen des Nervensystems
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 571928459

Unsere Fähigkeit, uns im Alltag frei zu bewegen, beruht auf kontinuierlicher sensorischer Rückmeldung. Die Propriozeption, also das Empfinden von Körperposition und Bewegung, spielt eine entscheidende Rolle bei der Regulierung motorischer Ausgänge und der Aufrechterhaltung der Stabilität. Ohne sie sind Bewegungen instabil oder sogar unmöglich. Zwar ist bekannt, dass sich das Nervensystem an bestimmte sensorische Störungen, etwa Veränderungen des Seh- oder Tastsinns, anpassen kann, doch wie es auf den Verlust propriozeptiver Informationen reagiert, ist weitgehend unklar. In diesem Projekt untersuchen wir, wie sich das Nervensystem von Mäusen an den Verlust der Propriozeption anpasst und ob gezieltes Training die Funktion durch die Rekrutierung alternativer sensorischer Kanäle, wie etwa des Tastsinns, wiederherstellen kann. Hierzu setzen wir genetisch modifizierte Mausmodelle ein, bei denen Propriozeptoren (spezialisierte Sensoren in Muskeln und Sehnen) gezielt ausgeschaltet werden können. Mithilfe hochauflösender Verhaltensanalysen sowie anatomischer und molekularer Methoden untersuchen wir anschließend Veränderungen in der Bewegungssteuerung, der neuronalen Struktur und der sensorischen Zellidentität. Im Mittelpunkt steht das sogenannte „perturbationsbasierte Training“. Dabei handelt es sich um einen Trainingsansatz für den Bewegungsapparat, bei dem unvorhersehbare Störungen genutzt werden, um schnelle Haltungsreaktionen auszulösen. Obwohl dieser Ansatz bereits in der menschlichen Rehabilitation Anwendung findet, sind die zugrunde liegenden Mechanismen bislang nicht geklärt. Das Projekt untersucht, ob ein solches Training die sensorische Neugewichtung fördern kann. Damit ist der dynamische Prozess gemeint, durch den das Nervensystem seine Abhängigkeit von verschiedenen sensorischen Eingangssignalen anpasst, um den Verlust propriozeptiver Informationen zu kompensieren. Die Erkenntnisse könnten zur Entwicklung neuer Rehabilitationsstrategien bei sensorischen Ausfällen infolge von Verletzungen, Erkrankungen, Alterungsprozessen oder Raumfahrt beitragen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen