Beschreibung der Studie

Diese Studie hat zum Ziel, die Beteiligung eines Hirnareals (Basalganglien) beim Bewegungslernen zu erfassen. Parkinsonpatienten weisen strukturelle Veränderungen in den Basalganglien auf. Wir gehen davon aus, dass bestimmte Lernprozesse, die mit den Basalganglien in Verbindung gebracht werden, von Parkinsonpatienten nicht genutzt werden können. Die Erkenntnisse hierzu sind jedoch unzureichend. Wir möchten diesen Zusammenhang zwischen Basalganglien und Lernprozessen in dieser Studie nachweisen und somit einen grundlegenden Beitrag im Hinblick auf diese neurowissenschaftliche Fragestellung leisten.

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Studiendetails

Studienziel Treffgenauigkeit und Variabilitat der Ballwürfe in Abhängigkeit von der motorischen Lernform (Verstärkungslernen vs. fehler-basiertes Lernen)
Status Rekrutierung abgeschlossen, follow up abgeschlossen
Zahl teilnehmender Patienten 40
Stationärer Aufenthalt Keiner
Finanzierungsquelle Albert-Ludwigs-Universität Freiburg Institut für Sport und Sportwissenschaft

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Teilnahme­voraussetzungen

Einschlusskriterien

  • Idiopathische Parkinsonerkrankung

Ausschlusskriterien

  • Kurzsichtigkeit,
  • orthopädische Erkrankungen der Schulter,
  • NYHA III-IV,
  • Einwilligungsunfähigkeit aufgrund psychischer Erkrankung oder geistiger Behinderung

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Häufig gestellte Fragen

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Motorisches Lernen beruht auf unterschiedlichen Lernprozessen, denen unterschiedliche Hirnareale zugeordnet werden. Die bisherigen Erkenntnisse zu den beteiligten neuralen Strukturen sind jedoch unzureichend. Insbesondere die Rolle der Basalganglien (BG) beim Bewegungslernen bleibt unklar (Shmuelof & Krakauer, 2011, Krakauer & Mazzoni, 2011). Stellt man motorische Lernformen gegenüber, so lassen sich erstaunliche Unterschiede feststellen. Verstärkungslernen (reinforcement learning) basiert primär auf Informationen bezüglich dem Erfolg oder dem Misserfolg von Bewegungen (Wolpert et al., 2011). Die Informationen bzw. Fehlersignale werden als reward prediction errors bezeichnet (Izawa & Shadmehr, 2011). Dagegen beruht das fehler-basierte Lernen (error-based learning) primär auf sensory prediction errors. Sie kennzeichnen die Abweichungen des erwarteten sensorischen Feedbacks vom wahrgenommen sensorischen Feedback (Tseng et al., 2007). Zahlreiche Studien an Probanden mit zerebralen Störungen deuten darauf hin, dass fehler-basiertes Lernen primär im Zerebellum stattfindet (Tseng et al, 2011, Chriscimagna-Henninger et al., 2011, Smith & Shadmehr, 2005). Verstärkungslernen wird mit der Funktion der Basalganglien in Verbindung gebracht (Schulz et al, 1997). Das Ziel dieser Studie besteht darin, zwei motorische Lernformen (Verstärkungslernen vs. fehler-basiertes Lernen) bei Parkinsonpatienten zu testen, um Rückschlüsse auf die BG ziehen zu können. Parkinsonpatienten weisen strukturelle Veränderungen der BG auf. Wir gehen davon aus, dass diese Patienten Verstärkungsprozesse nicht nutzen können. Durch die Arbeit von Shmuelof et al. (2012) sind wir in der Lage die Verstärkungsprozesse indirekt zu quantifizieren. In dieser Arbeit mit gesunden Probanden zeigte sich bei Probanden, deren Adaptionsprozesse auf Verstärkungslernen beruhte, eine signifikant erhöhte Erinnerungsleistung. Es ist davon auszugehen, dass diese Effekte in unserem Experiment nicht zu beobachten sind. Eine Stichprobenumfangsplanung mit G*Power 3.1 ergab für eine ANOVA mit Messwiederholung (Effektstärke 0,25, Power 0,8, Signifikanzniveau 0,5) eine Stichprobe von 40 Patienten mit einer idiopathischen Parkinsonerkrankung. Die Rekrutierung erfolgt in Kooperation mit dem Neurozentrum der Universität Freiburg. Bei dem Experiment sitzen die Patienten vor einer präparierten Wand und werfen einen Ball gegen eine Wand. Der Mittelpunkt der Wand ist markiert, 15cm rechts und links davon sind zwei grüne vertikale Linien sichtbar. Der Bereich zwischen den Linien ist der Zielbereich. Im Abstand von 10 Zentimetern sind weitere schwarze vertikale Linien sichtbar. Die Linien links davon sind mit negativen Zahlen versehen, die Linien rechts davon mit positiven Zahlen. Diese dienen dazu, die Treffgenauigkeit zu quantifizieren. Bei den Ballwürfen tragen die Patienten verschiedene Prismenbrillen, um das visuomotische Adaptionverhalten zu testen.

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