Labore

Wir befassen uns vor allem mit der Physiologie der intrakortikalen und kortiko-kortikalen Konnektivität und Plastizität, der motorischen Kontrolle und der motorischen Entwicklung im gesunden menschlichen Gehirn. Mit Hilfe der transkraniellen Magnetstimulation (TMS) in Kombination mit einem Neuronavigationssystem (Brainsight), psychophysischen Verhaltensparadigmen, Elektroenzephalographie (EEG) und funktioneller Bildgebung (fMRT) verfolgen wir einen auf die jeweiligen Forschungsfragen zugeschnittenen multimodalen Ansatz. Zur Untersuchung der Induktion kortikaler Plastizität verwenden wir repetitive TMS (rTMS), transkranielle Gleichstromstimulation und kombinierte Ansätze.

In unserem Institut nutzen wir Labore für TMS, rTMS, transkranielle Gleichstromstimulation (TDCS), Elektroenzephalographie (EEG), verhaltensphysiologische und andere neurophysiologische Experimente, sowie den Forschungs-MRT-Scanner im Center for Brain, Behavior and Metabolism (CBBM).
 


1. Transkranielle Magnetstimulation (TMS)

Die transkranielle Magnetstimulation ist eine Technologie, bei der mit Hilfe kurzer und starker Magnetfelder Hirnareale sowohl stimuliert als auch gehemmt werden können. Eine Magnetspule, die auf dem Kopf oberhalb des Zielgebietes platziert wird, induziert einen Strom im Gehirn, der die Aktivität der darunter liegenden Neuronenpopulationen verändert. Die TMS kann verwendet werden, um magnetisch evozierte Potentiale zu induzieren, die mittels EMG an einem Handmuskel gemessen werden. Wenn ein TMS-Impuls allein oder gepaart mit anderen TMS-Impulsen über denselben oder verschiedene Hirnregionen oder  gepaart mit anderen Impulsen (wie elektrischen Stimuli und der Hand) gegeben wird, bietet sich die Möglichkeit, die kortikospinale und intrakortikale Erregbarkeit und Konnektivität von Hirnregionen zu untersuchen. TMS kann auch in längeren Sequenzen (z.B. 1200 Impulse bei 1 Hz) über Hirnregionen gegeben werden, um plastische Veränderungen zu induzieren, und wird dann als repetitive TMS (rTMS) bezeichnet. rTMS ist daher ein geeignetes Werkzeug in der neurowissenschaftlichen Forschung, um kortikale Plastizität in bestimmten Hirnregionen zu induzieren.
 


2. Transkranielle Gleichstromstimulation

Die transkranielle Gleichstromstimulation ist eine nicht-invasive Methode zur Stimulation des Gehirns. Über an der Kopfhaut angebrachte Elektroden wird ein Strom angelegt, der die kortikale Erregbarkeit und die neuronale Aktivität verändert. Die Stimulation moduliert die Aktivität der Nervenzellen und führt je nach verwendetem Stimulationsprotokoll zu einer Aktivierung oder Hemmung des Areals.
 


3. Elektroenzephalographie

Die Elektroenzephalographie (EEG) ist eine Methode der medizinischen Diagnostik und neurologischen Forschung zur Messung der elektrischen Summenaktivität des Gehirns durch Aufzeichnung der Spannungsschwankungen über Elektroden auf der Kopfoberfläche. Die aufgezeichneten Signale können auf vielfältige Weise ausgewertet werden. In unserer Forschung sind wir insbesondere an ereigniskorrelierten Potentialen interessiert, die durch Mittelung aus den EEG-Signalen extrahiert werden können, aber auch an Quellenlokalisationen kognitiver Prozesse.