Visuell-motorische Illusionen verbessern die motorische Leistung und das Lernen im Frühstadium

Forscher der Tokyo Metropolitan University haben gezeigt, dass visuelle Hilfsmittel, die die Illusion von Bewegung erzeugen, wie ein vor der Hand platzierter Bildschirm, der die Handbewegung zeigt, die motorische Leistung und die frühen Phasen des motorischen Lernens verbessern können. Im Vergleich zur Beobachtung von Bewegungen Dritter zeigten Daten der funktionellen Nahinfrarotspektroskopie auch größere Veränderungen der Gehirnaktivität in Regionen, die mit motorischem Lernen verbunden sind. Erkenntnisse wie diese könnten neue Behandlungsstrategien für Patienten mit hemiplegischem Schlaganfall liefern.

Visuell-motorische Illusion (VMI) ist die seltsame Illusion, den Körper zu beobachten, wie er sich bewegt, auch wenn er stillsteht. Stellen Sie sich vor, Sie hätten einen Tablet-Bildschirm vor Ihrer Hand. Ihre Hand ist hinter dem Tablet verborgen und bewegt sich nicht. Stellen Sie sich nun vor, dass auf dem Bildschirm ein Video Ihrer Handbewegung abgespielt wird. Ihre Augen sagen Ihnen, dass sich Ihre Hand bewegt, aber sie bewegt sich überhaupt nicht. Diese beunruhigende Situation wird sofort gelöst, wenn Sie den Bildschirm woanders platzieren; Das Betrachten des Bildschirms beinhaltet jetzt einfach eine Aktionsbeobachtung (AO). Frühere Arbeiten haben bereits gezeigt, dass VMI und AO unterschiedliche Reaktionen im Gehirn hervorrufen, die umfassenderen Auswirkungen von VMI blieben jedoch unklar.

Jetzt hat ein Team von Wissenschaftlern unter der Leitung von Assistenzprofessor Katsuya Sakai von der Tokyo Metropolitan University gezeigt, dass VMI die motorische Leistung und das motorische Lernen im Frühstadium verbessern kann. Den Freiwilligen wurde die spezielle Aufgabe gestellt, zwei Metallkugeln in einer Hand herumzurollen. Nach einigen ersten Tests wurde eine visuelle Hilfe verwendet, die Hände zeigte, die genau diese Aktion ausführten. Einer Gruppe wurde die visuelle Hilfe vor die Hand gelegt, um VMI aufzurufen, während eine andere Gruppe einfach das gleiche Video ganz normal ansah. Die Leistung könnte an der Anzahl der kompletten Rollen gemessen werden, die die Leute geschafft haben. Obwohl beide Gruppen eine Verbesserung zeigten, zeigte die VMI-Gruppe eine stärkere Verbesserung als die AO-Gruppe, sowohl unmittelbar nachdem das Video den Freiwilligen gezeigt wurde, als auch eine Stunde danach. Dies zeigt nicht nur eine Verbesserung der Leistung, sondern unterstreicht auch, dass sich auch das frühe Lernen verbessert hat, dh die Veränderungen können bestehen bleiben.

Um zu verstehen, was im Gehirn passiert, nutzte das Team funktionelle Nahinfrarotspektroskopie, eine nicht-invasive Technik, die dabei hilft, die Aktivität in bestimmten Teilen des Gehirns mithilfe externer Sonden zu verfolgen. Sie konnten wesentliche Unterschiede zwischen AO- und VMI-Freiwilligen in Teilen des Gehirns feststellen, die mit dem Erlernen neuer Bewegungen verbunden sind. Wichtig ist, dass festgestellt wurde, dass diese Veränderungen eine Stunde nach den visuellen Reizen bestehen blieben, was mit dem übereinstimmt, was sie bei der Ausführung der Aufgabe festgestellt haben. Dies stand auch im Einklang mit früheren Erkenntnissen der Gruppe, die zeigten, wie die Konnektivität in Teilen des Gehirns, die für die motorische Ausführung verantwortlich sind, durch VMI verbessert wurde.

Das Team stellt fest, dass noch viel Arbeit vor uns liegt. Diese Erkenntnisse stammen beispielsweise aus einer Studie an gesunden Personen, eine Bewertung der mittel- bis langfristigen motorischen Leistungsfähigkeit steht noch aus. Die aus dieser Studie gewonnenen Erkenntnisse werfen jedoch Licht auf eine einzigartige Strategie zur Verbesserung der motorischen Leistung und des Lernens, die eines Tages auf die Rehabilitation hemiplegischer Schlaganfallpatienten angewendet werden und die Entwicklung neuer Behandlungen leiten könnte.

Diese Arbeit wurde durch JSPS KAKENHI Grant Nummer 22K17569 unterstützt.