Transkranielle Magnetstimulation des Motorkortex im Seitenvergleich : eine Probandenstudie

Fruth, Martin; von Keyserlingk, Diedrich

doi:24320

Transkranielle Magnetstimulation des Motorkortex im Seitenvergleich : eine Probandenstudie

Fruth, Martin (Author)

2001

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Martin Fruth

ImpressumAachen : Publikationsserver der RWTH Aachen University 2001

Umfang69 S. : Ill., graph. Darst.

Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2001

Genehmigende Fakultät
Fak10

Hauptberichter/Gutachter
von Keyserlingk, Diedrich <Graf> (Thesis advisor)

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2001-11-20

Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-opus-3599
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/57005/files/Fruth_Martin.pdf

Einrichtungen

Medizinische Fakultät (510000-1)

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Medizin (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 610

Kurzfassung
Kenntnissen über die Organisation des Motorkortex kommt eine Schlüsselrolle im Verständnis von Pathophysiologie und Behandlung vieler zerebraler Erkrankungen zu. Wie bereits vielfach demonstriert ist die transkranielle Magnetstimulation eine komfortable und hinreichend genaue Methode zur Untersuchung der funktionellen Organisation der Motorik. Die fehlende Bezugnahme der transkraniellen Magnetstimulation zum neuroanatomischen Korrelat wird nachhaltig durch die Kombination mit der rahmenlosen Stereotaxie kompensiert. Ziel dieser Studie war es, Kenntnisse über Beziehung von kortikaler Repräsentation und strukturellem Korrelat von 4 Muskeln der oberen und unteren Extremität zu gewinnen. Dabei standen vor allem funktionelle Unterschiede der kortikalen Repräsentation der einzelnen Muskeln im Bezug zur Händigkeit sowie ipsilaterale Repräsentationen der Muskeln im Vordergrund. Kenntnisse über diese beiden Aspekte der funktionellen Organisation der Motorik unter gesunden Probanden stellen eine wichtige Grundlage dar, um Veränderungen unter pathologischen Umständen einordnen und verstehen zu können. Durch Integration der rahmenlosen Stereotaxie konnte die Heterogenität der kortikalen Repräsentationsareale mit ihren Epizentren und Potentialverläufen in Bezug zu anatomischen Landmarken der Zentralregion gesetzt und gezeigt werden, dass das anatomische Korrelat zu den funktionell kartierten Epizentren in der Regel der Sulcus centralis oder genauer der hintere Abhang des Gyrus präcentralis mit seiner hohen Dichte an corticospinalen Motoneuronen ist und der steile Abfall des Potentialgebirges innerhalb eines Repräsentationsareale vor allem den Gyrus präcentralis und postcentralis betrifft. Dass die Händigkeit eines Probanden neben einen morphologischen Größenunterschied der bevorzugten Extremität und der beteiligten Pyramidenbahn auch ein funktionelles Korrelat besitzt, konnte sowohl grafisch als auch statistisch untermauert werden. Distale Muskeln der bevorzugten Hand besitzen eine kortikal größere Repräsentation als weiter proximal gelegene. Auch eine ipsilaterale Repräsentation von Muskeln der oberen und unteren Extremität konnte unter gesunden Probanden nachgewiesen werden. Dabei ist zu vermuten, dass ipsilaterale Repräsentationen des TA ihren Ursprung vor allem im supplementärmotorischen Kortex des Gyrus paracentralis nehmen. Eine ipsilaterale Repräsentation der Armmuskeln scheint dagegen im lateralen Abschnitt des Sulcus centralis benachbart zur regelrechten kontralateralen Repräsentation beheimatet zu sein. Diese Ergebnisse deuten an, dass die Händigkeit und die damit verbundene unterschiedliche kortikale Repräsentation ein Ausdruck funktioneller Plastizität des Motorkortex ist. Die weitere Aufklärung diese Phänomens könnte das Verständnis für plastische Umbauvorgänge auch unter pathologischen Bedingungen erweitern. Ebenso stellt die Detektion von ipsilateral ausgelösten MEP`s einen Einblick in eine Dimension des motorischen Systems dar, das vor allem unter pathologischen Bedingungen an der Neuorganisation von motorischen Fähigkeiten beteiligt ist. Unter gesunden Umständen scheint es jedoch maskiert zu sein und beim Ausführen bilateraler Bewegungen der Stützmotorik und der proximalen Extremitäten beteiligt zu sein.

Knowledge about the organisation of the motorcortex plays a keyrole in understanding pathophysiological conditions and treatment of several cerebral diseases. Transcranial magnetic stimulation has been demonstrated many times as a precise and comfortable method for examine the organisation of the motorcortex. The lack of taking reference to the underlying neuroanatomical structures in normal transcranial magnetic stimulation can be successfully compensated by frameless stereotactic stimulation. Main objective of this study has been to get knowledge about the cortical representation and anatomical correlate of muscles of the lower and upper limb. Functional differences in cortical representation of these muscles referring to handedness and ipsilateral representation have been investigated especially. Knowledge about these two aspects in functional organisation of the motorcortex under healthy conditions is an important basis for understanding changes under pathological circumstances. By integrating frameless stereotaxis in transcranial magnetic mapping of the motorcortex the heterogenity of cortical motor representation has been set in reference to anatomical landmarks of the central region and it has been shown the anatomical landmark of the mapped functional epicenters of a representationareal is the sulcus centralis or the posterior slope of the precentral gyrus with is high density of corticospinal motoneurons and the sharp decraese of the potential course in between a representationareal refers to the pre- and postcentral gyrus. Moreover it has been shown that handedness has a functional correlate beside morphological differences in size of the preferred limb and the involved pyramidal tract. More distal muscles of the preferred upper limb have a larger representationareal than those more proximal. Even ipsilateral representation of muscles of the lower and upper limb have been found. Ipsilateral representation of the TA seemed to rise from the supplementary motorcortex of the paracentral gyrus. On the other side the ipsilateral representation of upper limb muscles seemed to rise from areas at the central sulcus where the normal contralateral representation is stored up. The results indicate that handedness and the consecutive differences in cortical representation are an expression of functional plasticity of the motorcortex. More investigation have to be done to understand motorcortex plasticity under pathological circumstances. The detection of ipsilateral representation in healthy subjects shows another dimension of the motorical system which is mainly involved in the reorganisation of motorical skills under pathological circumstances. The ipsilateral representation seems to be masked under healthy circumstances and only needed in performance of bilateral movements of spinal muscles and proximal limb.

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