Plastizität im motorischen System: Funktionelle Konnektivität und dynamische Interaktionen beim Erlernen motorischer Sequenzen

Die vorliegende Dissertation untersucht drei Aspekte motorischen Sequenzlernens: Die initiale Lernphase anhand einer expliziten Finger-Tapping Aufgabe, die frühe Konsolidierungsphase bei Wachheit unter Einfluss verschiedener Interferenzaufgaben und der Einfluss der frühen schlafgebundenen Konsolidierung auf die Transformation impliziten in explizites Wissen. Ausgangspunkt für die Fragestellungen ist das Rahmenmodell des motorischen Sequenzlernens auf behavioraler Ebene (beispielsweise Walker, Brakefield, Morgan, Hobson, & Stickgold, 2002) und Befunde zur funktionellen Konnektivität innerhalb des beteiligten neuronalen Netzwerkes (Doyon & Benali, 2005; Nakamura, Sakai, & Nakahara, 2002). Auf neuronaler Ebene konnte die effektive Konnektivität innerhalb des motorischen Netzwerkes bei Schreibkrampfpatienten während einer expliziten Finger-Tapping Aufgabe im Vergleich zu gesunden Kontrollprobanden charakterisiert werden (Rothkirch et al., 2018a). Es ergaben sich spezifische Änderungen in der kortiko-cerebellären und kortiko-striatalen Schleife, die mit früheren Befunden der funktionellen Konnektivität im Einklang stehen. In einer zweiten bildgebenden Untersuchung (Rothkirch et al., 2018b) an gesunden Probanden ergaben sich Hinweise auf einen frühen neuronalen Konsolidierungseffekt einer implizit erlernten motorischen Sequenz durch eine Interaktion mit einer deklarativen Gedächtnisaufgabe. In einer Meta-Analyse beleuchteten wir die Transformation implizit erworbener Fertigkeiten in explizites Faktenwissen durch schlafgebundene Konsolidierung. Dabei wurde die implizit-explizit Transformation nicht ausschließlich, aber unter besonderer Berücksichtigung motorischen Sequenzlernens untersucht. Es ergaben sich Hinweise für schlafgebundene Konsolidierungsprozesse im Sinne eines kontinuierlichen qualitativen Wandels von implizit gelernten Informationen zu explizitem Wissen, die auch bei motorischem Sequenzlernen eine Rolle spielen könnten (Rothkirch et al., unveröffentlicht)