Stimuliert man von außen Bereiche der motorischen Hirnrinde mit einem starken Magnetfeld, kommt es zur Muskelkontraktion. Forscher verstärkten diesen Effekt nun mittels Konditionierung. Das könnte zukünftig auch Therapien verbessern.
Forschern der Ruhr-Universität Bochum ist eine besondere Form der klassischen Konditionierung gelungen: An einer Gruppe von 75 Personen zeigten sie, dass Effekte der transkraniellen Magnetstimulation, kurz TMS, nur durch Hören eines Tons ausgelöst werden können. Prof. Burkhard Pleger, Neurologe am BG Universitätsklinikum Bergmannsheil in Bochum, beschreibt die Ergebnisse zusammen seinen Kollegen in der Zeitschrift Scientific Reports.
Für die TMS wird eine Magnetspule von außen über einer bestimmten Stelle des Gehirns platziert. Das starke Magnetfeld regt die darunterliegenden Nervenzellen zur Aktivität an. Stimuliert man auf diese Weise einen bestimmten Bereich der motorischen Hirnrinde, bewegt sich beispielsweise der Zeigefinger oder der Daumen. Für seine Arbeit nutzte das Bochumer Team die sogenannte Paired-Pulse TMS-Stimulation. Dabei folgten zwei TMS-Reize im Abstand von zwölf Millisekunden aufeinander, was zu einer stärkeren Kontraktion eines Muskels am Daumen führt als eine TMS-Einzelstimulation. In der Konditionierungsphase kombinierten die Forscher diese Paired-Pulse TMS stets mit einem Ton, den die Teilnehmer über einen Kopfhörer parallel zum TMS-Reiz präsentiert bekamen.
In der Testphase erhielten die Teilnehmer keine TMS-Doppelstimulation mehr, sondern nur noch einen einzelnen TMS-Puls – entweder gepaart mit dem konditionierten Ton oder mit einem Ton, den sie zuvor nicht gehört hatten. Gleichzeitig maßen die Forscher wieder die Stärke der Muskelkontraktion am Daumen. Diese fiel deutlich stärker aus, wenn der konditionierte Ton erklang, im Vergleich zu dem Ton, den die Versuchspersonen während der Konditionierung nicht gehört hatten.
„Unsere Grundlagenforschung belegt, dass klassische Konditionierung nicht nur mit bewussten Verhaltensmustern funktioniert“, folgert Burkhard Pleger. „Auch eine von außen durch die Hirnstimulation manipulierte Hirnaktivität lässt sich konditionieren.“ Interessant sei das, weil die TMS auch therapeutisch genutzt werden könne, etwa um die Beweglichkeit bei Menschen mit Parkinson-Krankheit zu verbessern oder Depressionen zu behandeln. „Die Effekte der TMS sind grundsätzlich nur von vorübergehender Dauer. Sie verschwinden, wenn die Stimulation nicht fortgeführt wird. Wenn diese Effekte durch konditionierte Töne aufrechterhalten werden könnten, könnte sich die Therapie deutlich vereinfachen lassen“, beschreibt Pleger einen möglichen Nutzen der Arbeit.
Der Beitrag basiert auf einer Pressemitteilung der Ruhr-Universität Bochum. Die Originalpublikation findet ihr hier und im Text verlinkt.
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