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Universität Basel

23. Dezember 2013

Motorische Erregbarkeit und Gedächtnis hängen zusammen

Wer mit einer hohen motorischen Erregbarkeit ausgestattet ist, weist ein besseres Arbeitsgedächtnis auf als Menschen mit einer niedrigen Erregbarkeit. Dies zeigen Forschende der Transfakultären Forschungsplattform der Universität Basel in einer Studie. Durch Messungen der motorischen Erregbarkeit lassen sich damit Rückschlüsse auf die generelle Aktivierbarkeit des Gehirns ziehen – so auch auf die Leistungsfähigkeit gewisser kognitiver Funktionen.

Das Arbeitsgedächtnis ermöglicht die temporäre Speicherung von Informationen wie etwa das kurzfristige Merken einer Telefonnummer. Tierexperimente haben gezeigt, dass das Arbeitsgedächtnis unter anderem von der Erregbarkeit bestimmter Nervenzellgruppen in der präfrontalen Hirnrinde abhängt. Zudem gibt es Hinweise darauf, dass der Zustand der neuronalen Erregbarkeit in verschiedenen Hirnregionen vergleichbar sein könnte. Basler Forschende von den Universitären Psychiatrischen Kliniken (UPK) und der Fakultät für Psychologie haben nun untersucht, ob die individuelle Erregbarkeit der motorischen Hirnrinde mit der Leistung des Arbeitsgedächtnisses zusammenhängt – mit positivem Ergebnis.

«Die motorische Erregbarkeit lässt sich durch die sogenannte transkranielle Magnetstimulation einfach untersuchen», sagt Nathalie Schicktanz, Doktorandin und Erstautorin der Studie. Dabei wird die motorische Hirnrinde mit elektromagnetischen Impulsen in aufsteigender Stärke stimuliert. Bei Personen mit hoher motorischer Erregbarkeit reichen bereits geringe Impulsstärken aus, um in bestimmten Muskeln – etwa der Hand – ein sichtbares Zucken auszulösen. 

Rückschlüsse auf andere Hirnareale 

In der aktuellen Studie mit 188 jüngeren, gesunden Probanden konnten die Forschenden zeigen, dass Teilnehmer mit einer hohen motorische Erregbarkeit bei bestimmten Arbeitsgedächtnisaufgaben im Durchschnitt besser abschneiden als Personen mit einer niedrigen Erregbarkeit. «Mit der Messung des Erregbarkeitszustands der motorischen Hirnrinde lassen sich offenbar Rückschlüsse auf den Erregbarkeitszustand anderer Hirnareale ziehen», so Schicktanz.

«Die Befunde helfen uns, die Bedeutung der neuronalen Erregbarkeit für kognitive Prozesse beim Menschen besser zu verstehen», ergänzt Dr. Kyrill Schwegler, Ko-Autor der Studie. Den Befunden könnte auch eine klinische Bedeutung zukommen, da Defizite im Arbeitsgedächtnis bei vielen neuropsychiatrischen Erkrankungen auftreten, etwa bei der Schizophrenie oder dem Aufmerksamkeitsdefizitsyndrom. Als Nächstes planen die Forschenden, die molekularen Grundlagen des entdeckten Zusammenhangs zwischen neuronaler Erregbarkeit und Gedächtnis zu untersuchen.

Die Studie ist Teil eines von Prof. Dominique de Quervain und Prof. Andreas Papassotiropoulos geleiteten Projekts, bei dem die transkranielle Magnetstimulation zur Erforschung kognitiver Funktionen beim Menschen verwendet wird. Ziel ist die Identifizierung von neurobiologischen und molekularen Mechanismen des menschlichen Gedächtnisses. 

Originalbeitrag

Nathalie Schicktanz, Kyrill Schwegler, Matthias Fastenrath, Klara Spalek, Annette Milnik, Andreas Papassotiropoulos, Thomas Nyffeler & Dominique J.-F. de Quervain 
Motor threshold predicts working memory performance in healthy humans 
Annals of Clinical and Translational Neurology (2013), doi: 10.1002/acn3.22


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