Kog. Neuro. VL 7 - Plastizität

Mit zunehmenden Alter nimmt die relative Dichte der grauen Substanz ab. Mit zunehmenden Alter nimmt aber die Dichte der weissen Substanz zu. Mit zunehmenden Alter nimmt die Vernetzung/Verkabelung der Gehirne zu.

Nach dem Training hatte sich die kortikale Repräsentation der stimulierten Finger vergrössert. Da sich die Repräsentation einzelner Gebiete vergrössert hatte, veränderte sich auch die Grösse und Form der benachbarten Repräsentationsgebiete. Zusammengewachsene Repräsentation. Bereiche des 2. und 3. Fingers haben sich verbunden, da sie die gleiche Aufgabe hatten.

Neurone die für den 3. Finger verantwortlich waren wurden nicht etwa nicht mehr gebraucht, sondern auf die noch bestehenden Finger aufgeteilt

Es zeigte sich, dass die Repräsentationen der zusammengenähten Finger zu einem einzigen Repräsentationsgebiet verschmolzen waren.

Nach einigen Wochen Training verbesserte sich die Diskriminationsleistung erheblich und es kam zu einer Veränderung der Tonotopie im auditorischen Kortex. Insbesondere die kortikale Repräsentation der Töne um 2500 Hz hatte sich nach dem Training deutlich vergrössert, wobei die kortikale Repräsentationsfläche von Tönen um 2500 Hz mit der Diskriminationsleistung korrelierte.

• Optimierung der neuronalen Aktivität: mehr Leistung mit weniger neuronaler Aktivität
• Rekrutierung neuer neuronaler Netzwerke: Einbinden neuer Hirngebiete in die Kontrolle
• Modulation von Assoziationen: Modulation bestehender Verbindungen

In Abhängigkeit der Dauer des Taxi-Fahrens, waren bestimmte Hirngebiete auffällig. Haben sig. grössere Volumina des hinteren Hippocampus

MT (Bewegungsareal) & IPS (intraparietaler Sulcus)

Sie identifizierten eine Zunahme der Dichte der grauen Substanz in parietalen Hirnbereichen und im Hippocampus. Auch drei Monate nach dem intensiven Lernen waren noch Zunahmen der Dichte der grauen Substanz im Hippocampus feststellbar (noch nicht ganz geklärt warum), während sich in den Parietallappenbereichen keine weiteren anatomischen Veränderungen einstellten

• Zunahme der grauen Substanz im ventralen Prämotorkortex
• Zunahme der grauen Substanz im Bereich des primären Motorkortex
• Zunahme Dichte der grauen Substanz im dorsalen Strang der visuellen Informationsverarbeitung

• Synaptogenese
• Dendritenwachstum
• Verdickung der Neurone
• Verdickung der Myelinschicht
• Höhere Stoffwechseleffizienz
• Erhöhte Produktion von Neurotransmittern, Ablassen und Wiederaufnahme
• Neurogenese

• Visueller Kortex kann auch über andere Modalitäten als über visuelle Reize stimuliert werden (über auditorische, taktile Wege)
• Visueller Kortex wird auch innerviert vom auditorischen Kortex und taktilen sensorischen Quellen -> nehmen Einfluss auf visuellen Kortex
• Bei Blinden, die einen reduzierten oder völlig ausgefallenen Informationsstrom vom visuellen Kortex haben, haben die anderen Modalitäten (visuell, taktil) einen umso stärkeren Einfluss auf den visuellen Kortex.

Bei Früherblindeten ergaben sich beim Lesen der Brailleschrift Durchblutungszunahmen im primären und sekundären visuellen Kortex, während bei normal sehenden Kontrollpersonen Durchblutungsabnahmen im visuellen Kortex auftraten. Offenbar hat hier eine Umorganisation stattgefunden, sodass der visuelle Kortex der Erblindeten nun andere Aufgaben als die Verarbeitung visueller Informationen übernommen hat.

fMRT-Messungen während einfacher motorischer Tätigkeiten, die sie mit ihren Füßen ausführten, offenbarten nicht nur Durchblutungszunahmen im Fuß areal (in der Mittellinie im parazentralen Hirnbereich gelegen), sondern auch im linksseitigen Handareal (MI für die Hand). Offenbar haben die ehemals als «Handneurone» genutzten Neurone im Handmotorkortex eine neue Aufgabe übernommen und kontrollieren nun auch Fußbewegungen. Krankheitsbedingte kortikale Reorganisationen treten recht schnell ein.

Als Beispiel für die mögliche günstige Wirkung von externen Gehirnstimulationen auf die Neuroplastizität soll hier die transkranielle Magnetstimulation besprochen werden. Die TMS-Technik wird aktuell unter anderem in der Rehabilitation nach Schlaganfällen genutzt, um z.B. die motorische Leistungsfähigkeit der gelähmten oder beeinträchtigten Arme und Hände günstig zu beeinflussen. Einfache Trainings der betroffenen Gliedmassen führen in der Regel zu motorischen Leistungssteigerungen. Jedoch werden die motorischen Verbesserungen durch eine ungünstige Interaktion beider Hemisphären beeinflusst. Die Motorareale beider Hemisphären beeinflussen sich gegenseitig, indem sie sich wechselseitig hemmen (s. übernächste Folie)