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Neuroforum

Organ der Neurowissenschaftlichen Gesellschaft

Editor-in-Chief: Wahle, Petra


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ISSN
2363-7013
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Volume 13, Issue 1

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Bewegungsplanung in der Großhirnrinde – Signale zur Steuerung von kognitiven Neuroprothesen

Dr. Alexander Gail
  • Corresponding author
  • Nachwuchsgruppe Sensomotorik des Bernstein Center for Computational Neuroscience Abteilung Kognitive Neurowissenschaften Deutsches Primatenzentrum Kellnerweg 4, 37077 Göttingen, Germany
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Published Online: 2017-02-25 | DOI: https://doi.org/10.1515/nf-2007-0103

Zusammenfassung

Mit wachsendem Wissen über die Informationsverarbeitung im Gehirn und verbesserten elektrophysiologischen Methoden rücken neuartige Neuroprothesen in den Bereich des Machbaren. Kinematische Prothesen, die eingeschränkte motorische Fähigkeiten durch künstliche Effektoren kompensieren, können direkt über zentralnervöse, neuronale Steuersignale kontrolliert werden. Bewegungsrelevante Parameter werden im Gehirn in vielfältiger Weise kodiert. So sind unterschiedliche Ansätze denkbar, Bewegungsparameter aus neuronaler Aktivität zu extrahieren. Kognitive Neuroprothesen verfolgen die Idee, die Aktivität der Großhirnrinde hinsichtlich Bewegungsplänen oder -zielen zu interpretieren, anstatt direkte Motorbefehle an das periphere Nervensystem oder deren unmittelbare Vorstufen zu dekodieren. Teilbereiche des parietalen und prämotorischen Kortex kodieren Bewegungsziele für Armbewegungen in unterschiedlichen Koordinatensystemen während der Planungsphase einer Bewegung. Vorteilhaft ist die Verwendung von Steuersignalen, die Bewegungsziele in visuellen, extrinsischen Koordinaten widerspiegeln, da im Fall einer Prothese zwar visuell-sensorische, aber nicht propriozeptive Rückmeldung über die selbst initiierte Prothesenbewegung zur Verfügung steht. Die neuronale Implementierung zielgerichteter Bewegungsplanung ist jedoch in vielen grundlegenden Aspekten noch unverstanden. Untersuchungen, die das Zusammenspiel externer Reize und interner Ziele auf die Bewegungsplanung und -kontrolle zum Gegenstand haben, sind vor dem Hintergrund der Neuroprothetik grundlagen- und anwendungsorientierte Forschung zugleich.

About the article

Dr. Alexander Gail

Studium der Physik an der Universität Augsburg und der Philipps-Universität Marburg, Nebenfach Psychologie. Stipendiat der Studienstiftung des deutschen Volkes. Doktorarbeit zum Thema „Neuronale Grundlagen perzeptueller Bindungsprozesse in der visuellen Objektkodierung“ im Rahmen der DFGForschergr uppe „Dynamik kognitiver Repräsentationen“, Betreuung durch Prof. Eckhorn, Angewandte Physik und Neurophysik, Philipps-Universität Marburg (1997-2002). Postdoctoral fellow am California Institute of Technology im Labor von Prof. Andersen, Forschungstätigkeit auf dem Gebiet der sensomotorischen Transformationen und Neuroprothetik (2003-2006). Seit 2006 Leiter der unabhängigen Nachwuchsgruppe Sensomotorik des Bernstein Center for Computational Neuroscience, Göttingen, angegliedert an die Abteilung Kognitive Neurowissenschaften von Prof. Treue am Deutschen Primatenzentrum.


Published Online: 2017-02-25

Published in Print: 2007-02-01


Citation Information: e-Neuroforum, Volume 13, Issue 1, Pages 12–21, ISSN (Online) 1868-856X, DOI: https://doi.org/10.1515/nf-2007-0103.

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