Analyse tonischer Motorkortexaktivierung während langsamer und schneller Fingerbewegungen mittels DC-Magnetoenzephalographie

EEG und funktionelle Bildgebungsstudien zeigen eine positive Korrelation von kortikaler sensorimotorischer Aktivierung mit steigender Frequenz repetitiver, langsamer Fingerbewegungen. Bei sehr schnellen Fingerbewegungen ist diese Korrelation aufgehoben, wobei ursächlich eine stärker automatisierte Bewegungsdurchführung diskutiert wird. In dieser Studie wird die lang anhaltende (‘tonische’) Kortexaktivierung in einem Fingerbewegungsparadigma untersucht, das eine Automatisierung vermindert. Während Perioden langsamer und schneller Fingerbewegungen wurden bei 5 gesunden rechtshändigen Probanden bewegungskorrelierte Magnetfelder über dem linken Motorkortex mittels modulationsbasierter DC-Magnetoenzephalographie (DC-MEG) über 30 Minuten aufgezeichnet. Während dieser randomisierten Perioden (je n=15) führten die Probanden mit der rechten Hand selbst-getriggerte Fingerbewegungen über jeweils 30 Sekunden durch. Um eine Automatisierung der Bewegung, insbesondere bei schnellen Frequenzen zu vermindern, erfolgte eine alternierende, jeweils zweimalige Beugung des zweiten und dritten Fingers. Bei allen fünf Probanden wurden während der 30-sekündigen Bewegungsperioden bewegungskorrelierte DC-Magnetfelder über dem kontralateralen primären Handkortex detektiert: Die Amplituden-Unterschiede zwischen Perioden von Fingerbewegung und Ruhe lassen sich sehr gut durch eine Rechteckfunktion beschreiben. Darüber hinaus waren die Amplituden während schneller Fingerbewegungen um typischerweise 5% höher als bei langsamen. Diese DC-MEG Studie zeigt eine verstärkte kortikale Aktivierung während schneller, wenig automatisierter Fingerbewegung im Vergleich zu einer langsamen. Darüber hinaus erlaubt die DC-MEG, tonische kortikale Aktivierung direkt über die Erfassung neuronal generierter Magnetfelder über längere Zeitabschnitte (hier 30 Sekunden) zu erfassen. Diese kortikalen Aktivierungsmuster könnten mit Ergebnissen funktioneller Bildgebung korreliert werden, die Blutflussantworten erfassen. Pilotexperimente mit einem ähnlichen motorischen Paradigma haben gezeigt, dass so mittels simultan durchgeführter Nahinfrarot-Spektroskopie und DC-MEG die neurovaskuläre Kopplung bei Gesunden und prinzipiell auch bei Patienten mit zerebralen Durchblutungsstörungen analysiert werden kann.