Toni Muffel, M.Sc.

Projekt 1: Bildgebung und Roboter-basierte Untersuchung von sofortigen Effekten transkranieller Gleichstromstimulation bei Schlaganfallpatienten mit sensomotorischen Defiziten 

Patienten mit motorischen Defiziten in der chronischen Phase nach einem Schlaganfall weisen eine Reihe markanter Veränderungen in der Physiologie und Struktur des Gehirns auf. Solche Veränderungen beruhen sowohl auf dem durch Schlaganfall verursachten Schaden (die Läsion) innerhalb einer Hirnhälfte, können sich aber auch auf größere Teile des Gehirns, wie die andere Hirnhälfte, ausweiten. Grundlage dieser Veränderungen sind sowohl reparative Prozesse des Gehirns als auch Verhaltensmuster im Alltag der Patienten. In den letzten Jahren wurden verschiedene Methoden entwickelt, die eine gezielte Modulation solcher Prozesse durch nicht-invasive Hirnstimulation ermöglichen und so eine Verbesserung der Symptomatik nach Schlaganfall in Aussicht stellen. Die transkranielle Gleichstromstimulation (transcranial direct current stimulation, tDCS) ist ein Vertreter dieser Verfahren. Hier wird ein schwacher Gleichstrom über Elektroden auf der Kopfoberfläche in das Gehirn übertragen und übt dort lokal eine erregende oder hemmende Wirkung aus. Im Rahmen dieses Projekts erforschen wir den sofortigen Effekt zweier verschiedene Formen von tDCS und untersuchen, welcher der beiden Ansätze im individuellen Patienten die stärkste Veränderung auf der Ebene der Hirnphysiologie aber auch auf Verhaltensebene erreicht. Dazu nutzen wir nicht-invasive Bildgebung des Gehirns (funktionelle und strukturelle Magnetresonanztomographie) sowie motorische Diagnostik der oberen Extremitäten mit einem komplexen Robotersystem (KINARM Exoskeleton). 

Die Verfahren nicht-invasiver Hirnstimulation, wie beispielsweise die transkranielle Gleichstromstimulation, wirken in jedem Menschen unterschiedlich. Um besser zu verstehen, warum die gleiche Neurostimulation in verschiedenen Personen zu so unterschiedlichen Effekten führt, bzw. warum verschiedene Stimulationen Inder gleichen Person zu unterschiedlichen Effekten führt, werden in diesem Projekt genaue Simulationen des Stromflusses innerhalb des Gehirns berechnet. Diese Berechnungen erfolgen auf Basis von strukturellen MRT-Daten, welche im Rahmen von Projekt 1 erhoben wurden. 

(Kooperation im Promotionsprojekt von Benjamin Kalloch)  

Projekt 4: Beeinflussung propriozeptiver Genauigkeit durch gesundes Altern und transkranielle Gleichstromstimulation

In einer Abwandlung der Projekte 1 & 3 untersuchen wir den Effekt von transkranieller Gleichstromstimulation über den Hirnarealen für Körperwahrnehmung (primärer somatosensorischer Corte, S1) auf die Wahrnehmung der Armposition im Raum (Positionssinn oder Propriozeption). Dazu erheben wir ebenfalls eine Kohorte mit jungen (18-35 Jahre) und älteren (60-85 Jahre) gesunden Probanden. Die Bewertung der propriozetiven Genauigkeit erfolgt mittels Roboter-basierter Diagnostik. 

(Betreuung der Masterarbeit von Franziska Kirsch)