Spezifische Beteiligung des dorsalen prämotorischen Kortex bei der Auswahl visuell geführter Bewegungen

Mediale und laterale Anteile des prämotorischen Kortex sind an der Bewegungsselektion maßgeblich beteiligt. Während das rostrale supplementärmotorische Areal (rSMA) bevorzugt an frei gewählten Bewegungen beteiligt sein soll, wird dem rostralen Anteil des dorsalen prämotorischen Kortex (rPMd) eine besondere Rolle bei sensorisch geführten Bewegungen zugeschrieben (Deiber et al., J Neurophysiol, 1996; van Eimeren et al., Ann Neurol, 2001). Diese Gegenüberstellung von extern geführten und frei gewählten Bewegungen ist jedoch arbiträr, da im Alltag die Bewegungsauswahl meist von externen Faktoren mitbestimmt wird.

Ziel dieser Studie war es daher, mithilfe der funktionellen MRT das neuronale Korrelat für die dynamische Interaktion zwischen freier Wahl und externer Determinierung von Bewegungen im prämotorischen Kortex zu identifizieren.

Methoden: Zwölf rechtshändige Probanden wurden während der Durchführung einer visuell geführten Reaktionszeitaufgabe mit 3 Tesla MRT (Trio, Siemens, Erlangen) untersucht. Vier Antworttasten befanden sich unter dem rechten und linken Zeige- und Mittelfinger. Vier Kreise wurden kontinuierlich im zentralen Gesichtsfeld präsentiert. Jeder Kreis war einer Taste zugehörig. Ein kurzes Blinken von 1, 2, 3 oder 4 Kreisen diente als visuelle Instruktion und Startsignal. Die Probanden sollten eine Taste auswählen und so schnell wie möglich drücken. Die Probanden durften nur eine Taste auswählen, die einem blinkenden Kreis entsprach. Das Studiendesign bestand somit aus fünf Bedingungen, die sich nur in Bezug auf die extern vorgegebenen Möglichkeiten der Bewegungsauswahl unterschieden: (1) keine Auswahl möglich, (2) Auswahl auf zwei Finger einer Hand beschränkt, (3) Auswahl auf einen Finger jeder Hand beschränkt, (4) Auswahl auf drei Finger beschränkt und (5) freie Auswahl. Die Analyse der fMRT-Daten wurde mit SPM2 durchgeführt.

Ergebnisse: Im frontalen Kortex zeigte das anteriore Zingulum, der dorsolaterale präfrontale Kortex, die rSMA und der rPMd einen Anstieg synaptischer Aktivität, wenn die Probanden einen Tastendruck auswählen konnten (Bedingungen 2–5 > Bedingung 1). Verglich man hingegen die Bedingungen, in denen eine beschränkte Auswahl bestand mit der Bedingung freier Bewegungsauswahl (2–4 >5), zeigte nur der rPMD eine vermehrte neuronale Aktivität.

Schlussfolgerung: Unsere Ergebnisse belegen eine spezifische Beteiligung des rPMd bei der Integration räumlich-visueller Informationen in die willkürliche Auswahl von Bewegungen.