Effekte von Alter und Expertise auf die taktile Wahrnehmung: Untersuchung zugrunde liegender neuronaler Mechanismen mittels transkranieller Gleichstromstimulation

• Antragsteller: Professor Dr. Ben Godde; Professor Dr. Ahmed Karim
• Fachliche Zuordnung: Biologische Psychologie und Kognitive Neurowissenschaften ; Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 407249047

Das übergreifende Ziel dieses Fortsetzungsantrags ist es, mit transkranieller Gleichstromstimulation (tDCS) zu untersuchen, wie Altern und taktile Expertise das Gleichgewicht zwischen Hemmung und Erregung im somatosensorischen Kortex wechselseitig beeinflussen. Die taktile Wahrnehmung liefert einen wichtigen Beitrag zur Handgeschicklichkeit und damit zur Bewältigung vieler Tätigkeiten und Aufgaben im Alltag. Beeinträchtigungen der taktilen Wahrnehmung im Alter führen oftmals zu einem Verlust der Unabhängigkeit älterer Menschen. Dem altersbedingten Abbau der taktilen Leistungsfähigkeit kann aber durch Training und den Aufbau von taktiler Expertise schon im mittleren Erwachsenenalter, zum Beispiel im Beruf, entgegengewirkt werden. Das taktile Altern wird durch Veränderungen auf neuronaler Ebene begleitet, die sich mittels EEG durch Veränderungen in frühen (somatosensorischen) und späteren (kognitiven) EKP-Komponenten darstellen lassen. Interessanterweise scheinen auch diese Veränderungen durch Expertise umkehrbar oder zumindest aufzuhalten zu sein. Es wird vermutet, dass Veränderungen im Gleichgewicht lokaler Hemmung und Erregung eine wichtige Rolle bei diesen Prozessen spielen. Es scheint so zu sein, dass Expertise und Altern unterschiedlich auf das Gleichgewicht zwischen Hemmung und Erregung bei der taktilen Wahrnehmung und beim taktilen Lernen wirken, diese in der Literatur prognostizierten Unterschiede, nämlich eine fokale Erregungszunahme durch Expertise und eine Abnahme der intrakortikalen Hemmung bei Älteren, ähnliche Auswirkungen auf die frühen EKP-Potentiale haben. Dieser Frage wollen wir mit diesemFortsetzungsprojekt unserer Bremer-Handstudie@Jacobs auf den Grund gehen. Dazu wollen wir mit tDCS die intrakortikale Inhibition bzw. Exzitation über dem somatosensorischen Kortex modulieren. Um zu untersuchen, wie sich sensorische Plastizität bei Experten und Älteren auf neuronaler Ebene unterscheiden, wollen wir außerdem ein Trainingsparadigma mit tDCS kombinieren und auch hierbei sowohl exzitatorisch als auch inhibitorisch modulieren. Basierend auf der Hypothese, dass sich die Effekte von Expertise und Alter auf das Gleichgewicht zwischen Exzitation und Inhibition grundlegend unterscheiden, erwarten wir sowohl auf elektrophysiologischer Ebene (gemessen mit EKPs) als auch Verhaltensebene (taktile Diskriminationsleistung und Lernzuwachs) eine Interaktion der Art der Modulation (exzitatorisch versus inhibitorisch) mit den Faktoren Alter und Expertise. Eine hemmende (kathodale) tDCS sollte insbesondere bei Älteren der vermuteten unspezifischen Erregbarkeitszunahme entgegenwirken und die taktile Leistung verbessern, bei Jüngeren und Experten hingegen zwar insgesamt die Erregung (frühe EKPAmplituden) verringern, aber auf Verhaltensebene geringere Effekte zeigen. Gegensätzliche Effekte erwarten wir von anodaler erregender) tDCS. Eine vergleichbare Dissoziation erwarten wir für eine Fazilitierung des taktilen Lernens.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen