Forscher unter Leitung der University of California Riverside haben ein bislang wenig beachtetes Netzwerk identifiziert, das Signale für freiwillige Hand- und Armbewegungen über den Hirnstamm zum Rückenmark leitet. Die Studie, publiziert in den Proceedings of the National Academy of Sciences, zeigt, dass motorische Signale nicht nur direkt von der Großhirnrinde zum Rückenmark laufen, sondern über Relaiszentren im Hirnstamm und über oberste Rückenmarkssegmente weitergeleitet werden.
Die Gruppe um Shahab Vahdat nutzte funktionelle Magnetresonanztomografie (fMRT), um bei kontrollierten Bewegungsaufgaben die Aktivität in Gehirn und Hirnstamm zu messen. Bei Mäusen drückten die Tiere einen kleinen Hebel, während Menschen ein druckempfindliches Gerät mit unterschiedlichen Kraftstufen betätigten. In beiden Arten traten zwei Bereiche der Medulla oblongata durchgehend aktiv auf und zeigten starke Verbindungen zu sensomotorischen Cortices.
Die Messungen legen zudem nahe, dass die Halsmarkssegmente C3 und C4 als Relais zwischen Hirnstamm und dem unteren Rückenmark fungieren, das die Handmuskulatur direkt aktiviert. Vahdat betont, dass diese Bahnen zusätzliche Ansatzpunkte für Neuromodulationstherapien bieten könnten: «Wenn wir sie nach einem Schlaganfall aktivieren können, könnten sie helfen, Funktionen in Händen und Armen zu kompensieren und wiederherzustellen.»
Schwierige Wörter
- netzwerk — Gruppe von verbundenen Strukturen oder Verbindungen.
- hirnstamm — Unterer Teil des Gehirns, verbindet Gehirn und Rückenmark.
- rückenmark — Langer Nervenstrang im Rücken, leitet Signale weiter.
- relaiszentrum — Ort, der Signale zwischen Regionen weiterleitet.Relaiszentren
- medulla oblongata — Teil des Hirnstamms, wichtig für grundlegende Funktionen.
- halsmarkssegment — Abschnitt des Rückenmarks im Bereich des Halses.Halsmarkssegmente
- neuromodulationstherapie — Behandlung, die Nervenaktivität gezielt verändert.Neuromodulationstherapien
- funktionelle magnetresonanztomografie — Bildgebende Methode zur Messung von Gehirnaktivität.
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Diskussionsfragen
- Welche Vorteile könnten Neuromodulationstherapien haben, wenn sie die beschriebenen Bahnen aktivieren?
- Welche Gemeinsamkeiten fanden die Forschenden bei Mäusen und Menschen in den Messungen?
- Welche weiteren Schritte wären nötig, um aus dieser Entdeckung eine Therapie für Schlaganfallpatienten zu entwickeln?
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