Publikation: Spiegelneuronensystem-Aktivität im fMRT : eine Altersabhängigkeitsuntersuchung
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Zusammenfassung
The mirror neuron system (MNS) is a network of neurons, which are activated through execution as well as by observation of goal-directed movements. Mirror neurons seem to be involved in many processes in the field of motor learning and are used in a therapy of motor rehabilitation with stroke patients. However, to date, no study exists, which has investigated the neural activity of the MNS in age-dependent subjects.
This question was investigated in the present study with functional magnetic resonance imaging (fMRI) with a cohort of 26 neurologically healthy volunteers ranging from 19 till 79 years old. The subjects were stimulated with video clips and pictures of transitive and intransitive movements, which they should either look at or observe and imagine this movement simultaneously. Thereby neural activity was measured as a dependent variable and was tested statistically with the subjects age dependency with regression analysis and a group comparison.
Results showed bilateral activations in superior temporal gyrus (STG), inferior parietal lobe (IPL), premotor cortex (PM), supplementary motor area (SMA), inferior prefrontal cortex (iPFC), left precentral gyrus (corresponding M1), superior parietal lobe (SPL), medial temporal gyrus (corresponding MT, V5), visual areas (corresponding V1-V4) of occipital lobe (BA 17-19) and in cerebellum. These activations increased over the six conditions and were strongest with the presentation of videos with object-related hand movements and simultaneous imagination of the execution of this movement. The examination of age dependency of these activations showed an increased BOLD signal in occipital cortex corresponding to the prime visual area (V1) by the young and stronger activations in regions of occipital lobe, corresponding to higher visual areas V3 and V4, as well as in superior parietal lobe (SPL) by the elderly volunteers. However, there were no significant differences in activation in the areas belonging to the MNS (i.e. IPL, PM and iPFC) depending on age. Thus this study provides a paradigm for fMRI measuring reliable activity within the MNS. Further results of this study support the use of action observation therapy in elderly stroke patients.
Zusammenfassung in einer weiteren Sprache
Das Spiegelneuronensystem (SNS) ist ein Netzwerk von Nervenzellen, die sowohl bei Ausführung, als auch bei Beobachtung von zielgerichteten Bewegungen aktiv sind. Die Spiegelneurone scheinen in viele Prozesse im Bereich des motorischen Lernens integriert zu sein und werden auch im Rahmen einer Therapie zur motorischen Rehabilitation von Schlaganfallspatienten zu Nutze gezogen. Bisher liegen jedoch keine Untersuchungen über eine Altersabhängigkeit der neuronalen Aktivierungen im Bereich des SNS vor, wie sie sich beispielsweise auf Verhaltensebene beim motorischen Lernen oder auch in bildgebenden Studien für visuelle Areale finden lässt.
Dieser Frage wurde in der vorliegenden Studie mit Hilfe der funktionellen Magnetresonanztomographie (fMRT) an 26 neurologisch gesunden, 19- bis 79-jährigen Probanden nachgegangen. Die Versuchspersonen bekamen Videos und Bilder mit transitiven und intransitiven Bewegungen präsentiert, die sie entweder nur anschauen sollten, oder anschauen und sich dabei vorstellen sollten, die Bewegung selbst auszuführen. Dabei wurde die Aktivität des SNS als abhängige Variable erfasst und anhand einer Regressionsanalyse und eines Gruppenvergleichs statistisch auf eine Altersabhängigkeit getestet.
Die Ergebnisse zeigten bilaterale Aktivierungen im superioren temporalen Gyrus (STG), inferioren parietalen Lappen (IPL), prämotorischen Kortex (PM), supplementären motorischen Areal (SMA), inferioren präfrontalen Kortex (iPFC), linken präzentralen Gyrus (entsprechend M1), superioren parietalen Lobulus (SPL), medialen temporalen Gyrus (entsprechend MT, V5), visuellen Arealen (entsprechend V1-V4) des Occipitallappens (BA 17-19) und im Cerebellum. Diese Aktivierungen nahmen über die einzelnen Bedingungen hinweg zu und waren bei Darbietung von Videos mit objektbezogenen Handbewegungen und gleichzeitiger Imagination diese Bewegung auszuführen am stärksten ausgeprägt. Die Untersuchung der Altersabhängigkeit dieser Aktivierungen lieferte vermehrten rCBF im occipitalen Kortex entsprechend dem primären visuellen Areal (V1) bei Jungen und stärkere Aktivierungen in den Bereichen des Occipitallappens, die höheren visuellen Arealen V3 und V4 entsprechen, sowie im superioren parietalen Lobulus (SPL) bei den Alten . Es fanden sich allerdings keine signifikanten Aktivitätsunterschiede in den Bereichen des Spiegelneuronensystems (i.e. inferioren parietalen Lobulus (IPL), prämotorischem Kortex (PM) sowie inferioren präfrontalen Kortex (iPFC) in Abhängigkeit vom Alter. Die Studie liefert somit ein Paradigma für fMRT, welches die Aktivität des SNS reliabel erfasst. Des Weiteren sprechen die Ergebnisse dieser Studie für den Einsatz der Videotherapie auch bei älteren Schlaganfallspatienten.
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ISO 690
WENKELER, Violetta, 2008. Spiegelneuronensystem-Aktivität im fMRT : eine Altersabhängigkeitsuntersuchung [Master thesis]BibTex
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