Cerebro-cerebelläre Verarbeitung zeitlich nicht prädizierbarer sensomotorischer Events: Eine fMRT-Studie

Sowohl experimentelle als auch systemtheoretische Überlegungen belegen eine Funktion des cerebellären Cortex in der Steuerung von zeitabhängigen Prozessen. Dies scheint insbesondere für zeitlich diskret ablaufende Prozesse zu gelten. Andere Modellansätze für die Kleinhirnfunktion fokussieren auf die Prädiktion von Abläufen, die eine schnellere Reaktion auf eine neue Anforderung ermöglicht, da auf vorprogrammierte Muster, sogenannte interne Modelle zurückgegriffen werden kann. Die Einbindung des Kleinhirns in das sensomotorische Netzwerk bei der Ausführung von sensomotorischen Tasks konnte in bildgebenden Studien wiederholt dargestellt werden. Auf dieser Basis untersuchten wir die cerebro-cerebelläre Informationsverarbeitung bei der Ausführung zeitlich prädizierbarer und nicht prädizierbarer äquivalenter motorischer und sensorischer Events. Methoden: Die Messungen erfolgten bei 1,5 T (Siemens Symphony). 8 Probanden wurden aufgefordert eine visuell extern getriggerte Finger-Daumen Oppositionsbewegung nach einem Vorbereitungs-Cue genau 1s oder nach einem pseudorandomisierten Zeitintervall von 0,8–1,2s durchzuführen. Als komplementärer sensorischer Reiz diente eine passiv durchgeführte Finger-Daumen Opposition in gleicher zeitlicher Ausführung. Die Ausführung des Fingeropposition wurde online über Kontaktschluss registriert und somit zeitlich exakt zugeordnet. Die Bilddatenanalyse erfolgte mit SPM2 (random effects Analyse). Ergebnisse: Für den Motortask und die entsprechende sensorische Stimulation fanden sich jeweils die für das motorische und sensible cortico-cerebelläre Netzwerk typischen Aktivierungsmuster (M1, SMA, prämotorischer Kortex, cerebelläres Netzwerk). In der faktoriellen Designanalyse zeigten sich spezifisch für die variable nicht prädiktive Ausführung Aktivierungen cerebral im inferioren frontalen Gyrus bds. links betont und in mittelliniennahen Strukturen (SMA, Gyrus cinguli) sowie cerebellär betont ipsilateral in den Lobuli VIIb-VIII. Dieses Aktivierungsmuster spricht für ein Netzwerk, welches neben Anteilen der erhöhten Aufmerksamkeit auf den Task spezifisch bei der Ausführung zeitlich nicht prädizierbarer Events aktiviert wird.