Neuromodulation of excitability, plasticity and learning in adult human motor cortex

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Der Motorkortex ist der für die Steuerung von Bewegungen spezialisierte Teil der Hirnrinde, von dem wir seit kurzem wissen, dass er ein hoch-dynamisches neuronales Netzwerk darstellt: Repräsentationen von Bewegungen können rasch, innerhalb von Minuten oder wenigen Stunden verstärkt oder abgeschwächt werden, z.B. durch Training oder Inaktivität. Grundlage für diese rasche Plastizität ist die aktivitätsabhängige Verstärkung oder Abschwächung von Synapsen im Netzwerk des Motorkortex. Tierexperimentelle Studien haben gezeigt, dass synaptische Erregbarkeit und Plastizität im Motorkortex sehr wirkungsvoll durch sogenannte Neuromodulatoren (Acetylcholin, Noradrenalin, Dopamin, Serotonin) beeinflusst werden können. Hier soll nicht-invasiv mittels neurophysiologischer Methoden an gesunden Probanden erstmals systematisch untersucht werden, welchen Einfluss diese Neuromodulatoren auf die Erregbarkeit und Plastizität des Motorkortex und motorisches Lernen beim Menschen haben. Es wird erwartet, dass diese Untersuchungen zu einem wesentlich verbesserten Verständnis führen, wie und in welchem Ausmaß Plastizität gesteigert, abgeschwächt oder verhindert werden kann. Im Ausblick sind diese Untersuchungen äußerst relevant für grundlegende medizinische Fragen, z.B. ob der gezielte Einsatz von Neuromodulatoren bei neurologischen Patienten während der Rehabilitationsphase die Erholung motorischer Funktionen verbessern könnte.