Apraxie und Spiegelneurone

Inhaltsverzeichnis

Abstract

1. Einleitung

2. Apraxie
2.1 Historischer Uberblick
2.2 Konzepte der Apraxie
2.2.1 Ideatorische Apraxie
2.2.2 Ideomotorische Apraxie
2.3 Motorische Schemata

3. Das Spiegelneuronensystem
3.1 Das menschliche Spiegelneuronensystem und seine Lokalisation
3.2 Funktion der Spiegelneurone

4. Schadigung des Spiegelneuronensystems in der Apraxie
4.1 Neuroanatomische Korrelate
4.2 Studien mit apraktischen Probanden
4.2 Pro und Kontra

5. Diskussion
5.1 Klinische Implikationen
5.2 Ausblick

6. Literaturverzeichnis

Abstract

In der aktuellen neuropsychologischen Forschung wird der Zusammenhang zwischen Apraxie, einer Storung der hoheren motorischen Kognition, und den unlangst entdeckten Spiegelneuronen diskutiert. Die Spiegelneuronen zeigen sowohl bei der Ausfuhrung von Bewegungen als auch bei der Beobachtung dieser gesteigerte Aktivitat. Spiegelneurone, obwohl erstmals im Gehirn von Makaken entdeckt, sollen Entsprechungen im pramotorischen Cortex und im inferioren Parietallappen des Menschen haben, und sind als Kreislauf organisiert. Die ideomotorische Apraxie, als eine Unterform der Apraxie, ist mit Lasionen im sprachdominanten parietalen und frontalen Cortex assoziiert. Sie ist eine Storung der Bewegungsplanung, der raumlichen und zeitlichen Integration von transitiven und intransitiven Handlungen. Eben diese Integration ist eine der Aufgaben des Spiegelneuronensystems, es ermoglicht das Imitationslernen und die Zuschreibung von Intentionen. Trotz einiger Evidenzen ist bis dato nicht ausreichend geklart, ob die Schadigung der am Spiegelneuronenkreislauf beteiligten Areale ausschlaggebend ist fur die gestorte motorische Exekutive bei apraktischen Patienten, AnstoB zu zukunftiger Forschung sei gegeben.

1. Einleitung

Die Apraxie ist eine neuropsychologische Storung der motorischen Kognition, deren Leitsymptome nahelegen, dass Defizite in der Bewegungsausfuhrung tatsachlich mit Defiziten im Verstandnis von beobachteten Bewegungen assoziiert sind, woran die Schadigung des Spiegelneuronensystems maBgeblich beteiligt sein konnte.

Apraktische Patienten konnen motorische Aktionen nicht mehr korrekt ausfuhren, wobei die GliedmaBen in ihrer Beweglichkeit nicht eingeschrankt sind, und die Storung auch nicht auf Defizite des sensomotorischen Systems oder des Sprachverstandnisses zuruckgefuhrt werden kann. Liepmann beschreibt diese hohere motorische Storung als „(...) inability to act, i.e., to move the moveable parts of the body in a purposeful manner (.) apraxia presupposes that the ability to move is preserved.” (Liepmann, 1900, zit. nach Rothi, Ochipa & Heilman, 1991, S. 443). Die Apraxie tritt zumeist nach akuten Lasionen der sprachdominanten Hemisphare infolge eines Schlaganfalls auf. Die Storung betrifft das ,,Ausfuhren und Imitieren von Bewegungen oder Bewegungsfolgen sowie den zweckmaBigen Gebrauch von Objekten“ (Binkofski & Fink, 2005, S. 494). Die Apraxie hat mehrere Unterformen, die zwei am haufigsten auftretenden sind die ideatorische und die ideomotorische Apraxie. Bei der ideatorischen Apraxie liegt eine Storung des Bewegungskonzepts vor, der Reprasentation des Handlungsziels. Dagegen ist bei der ideomotorischen Apraxie die Bewegungsplanung gestort, also der Prozess, das Handlungsziel in eine motorische Aktion umzusetzen (Weiss- Blankenhorn & Fink, 2008). Hierbei treten vor allem Fehler der zeitlichen und raumlichen Organisation einer Bewegung auf. Bei Auftreten dieser Fehler wahrend der Bewegung zeigen sich deutliche Aktivierungen im inferioren Parietallappen, im superioren Gyrus temporalis und in Teilen des prafrontalen Cortex.

Einige dieser Areale sind auch dem Spiegelneuronensystem zugehorig. Diese spezifische Art von Neuronen konnten erstmals im Gehirn von Affen nachgewiesen werden und immer mehr Evidenzen sprechen auch fur ein Vorhandensein im menschlichen Cortex. Es handelt sich dabei um Zellen, vor allem des inferioren prafrontalen und parietalen Cortex, die sowohl bei der Produktion, als auch bei der Beobachtung und Wiedererkennung von motorischen Aktionen feuern. Die Spiegelneurone formen nach dem Forscherteam um Rizzolatti und Kollegen, welche diese erstmals entdeckten, ein , system for matching observation and execution of motor acts“ (Gallese, Fadiga, Fogassi & Rizzolatti, 1996, S. 593).

In der vorliegenden Arbeit wird der Zusammenhang zwischen Spiegelneuronen und dem Storungsbild der Apraxie naher untersucht. Dabei wird vor allem die Fragestellung im Mittelpunkt stehen, ob das Spiegelneuronensystem, wenn es beschadigt wird, eben jene Fehlerarten hervorruft, die fur die Apraxie typisch sind und ob somit die beteiligten neuronalen Strukturen dieselben sind. Dabei wird zuerst auf Apraxie und die Spiegelneurone getrennt voneinander eingegangen. Die verschiedenen Unterformen der Apraxie, auftretende fehlerhafte Handlungen und die Lokalisation der Lasionen werden dargelegt, sowie Modelle der zugrundeliegenden kognitiven Mechanismen. Zudem werden Evidenzen fur die Existenz und Funktion des Spiegelneuronensystems im Menschen und beteiligte Hirnareale besprochen. Im letzten Abschnitt werden dann Studien an apraktischen Patienten im Fokus stehen, welche das Beobachten und Imitieren von Gesten betreffen und durch bildgebende Verfahren Aufschluss uber die Beteiligung von Hirnareale geben sollen, die im apraktischen Patienten zerstort sind, aber im funktionierenden Spiegelneuronenkreislauf eine ausschlaggebende Rolle spielen. Zuletzt wird diskutiert ob die Spiegelneurone tatsachlich fur die Apraxie von Bedeutung ist und ein Forschungsausblick geboten. Dieser Zusammenhang wurde nicht nur das Krankheitsbild erklaren und weitere Evidenz fur die Existenz und Lokalisation der Spiegelneurone im Menschen sein, sondern konnte auch bei der Rehabilitation apraktischer Patienten entscheidende Fortschritte bringen.

2. Apraxien

Die Apraxie ist eine hirnorganische Storung, welche die motorische Exekutive betrifft. Einzelne Bewegungen konnen nicht zu Bewegungsfolgen angeordnet werden oder Bewegungen nicht zu Handlungen integriert werden. Dabei heben Binkofski und Fink (2005) hervor, dass die motorischen Defizite nicht zuruckzufuhren sind auf eine Lahmung oder andersartige Beeintrachtigung der Beweglichkeit wie Ataxie, also Storungen der Bewegungskoordination, Dyskinesie, was Storungen des Bewegungsablaufs bezeichnet, Sensibilitatsstorungen, Sprachverstandnisschwierigkeiten oder Storungen der Objekterkennung.

Die Storung auBert sich vor allem im fehlerhaften ,,Imitieren von Gesten, Ausfuhren bedeutungsvoller Gesten auf Aufforderung und Gebrauch von Werkzeugen und Objekten“ (Goldenberg, 2006, S. 320), in der gestorten Produktion kommunikativer Gesten und der fehlerhaften Ausfuhrung von Pantomimen. Das Auftreten ist vor allem nach linkshemispharischen Schlaganfallen bzw. Schlaganfallen der sprachdominanten Hemisphare zu verzeichnen und tritt bei bis zu 54% der Schlaganfallpatienten auf (Weiss-Blankenhorn & Fink, 2008). Viele dieser Patienten sind zusatzlich aphasisch, haben also Defizite in Sprachproduktion und Sprachverstandnis.

Im Folgenden werden die Konzepte der Apraxie dargelegt und haufige Fehlerarten, zudem werden am Storungsbild beteiligte Mechanismen sowie die dahinterstehenden betroffenen Cortexregionen benannt.

2.1 Historischer Uberblick

Die erste Definition der Apraxie geht zuruck auf den Linguisten Heymann Steinthal (Goldenberg, 2003). In seinem Buch ,Abriss der Sprachwissenschaft‘ von 1881 beschreibt er einen aphasischen Patienten, der verschiedene Handlungen fehlerhaft ausfuhrt und scheinbar nicht weiB, wie Objekte richtig zu benutzen sind. Nach Steinthal ist der Zusammenhang zwischen Mechanismus und Ziel gestort, nicht die Beweglichkeit der GliedmaBen selbst. Es besteht eine Dissoziation zwischen Wille und der tatsachlichen Ausfuhrung einer Handlung. Bekannter allerdings sind die Ausfuhrungen zur Apraxie von Hugo Liepmann um 1900. Er beschreibt einen Patienten, der mit den GliedmaBen der rechten Korperhalfte Handlungen auf Anweisung hin nicht korrekt ausfuhren kann, auch kann er vorgemachte Bewegungen nicht imitieren. Die spontane Handlungsausfuhrung ist jedoch weitgehend korrekt und die Extremitaten nicht beeintrachtigt. Die post-mortem Untersuchung dieses Patienten zeigt, dass die Apraxie durch eine Trennung des sensomotorischen Zentrums von den restlichen kortikalen Regionen entstand. Das Corpus Callosum ist teilweise zerstort und es finden sich Lasionen im linken Frontal- und Parietallappen.

Liepmann geht von einem multifaktoriellen System der Bewegungsproduktion aus (Goldenberg, 2003). Dieses beinhaltet im Kern drei Schritte, der erste ist ein Produkt des cerebralen Cortex, dort wird ein temporares Abbild der Handlung erstellt, welche Liepmann die ,Bewegungsformel‘ bezeichnet. Diese Bewegungsformel beinhaltet die Intention der Bewegung, wie auch raumliche und zeitliche oder sequentielle Informationen. Der zweite Schritt ist der Transfer dieses Abbildes auf die ausfuhrenden Extremitaten, die Umsetzung der Bewegungsformel. Im dritten Schritt wird diese Bewegung in einer Art kinematischem Gedachtnis gespeichert. Eine Apraxie liegt dann vor, wenn dieses System unterbrochen wird, einer der Schritte nicht korrekt ausgefuhrt werden kann. So konnen nach Liepmann drei verschiedene Arten der Apraxie entstehen. Eine ideatorische Apraxie entsteht, wenn die Entstehung der sogenannten Bewegungsformel fehlerhaft ist. Die einzelnen Elemente einer Handlung konnen nicht mehr sinnhaftig zu einer Bewegung integriert werden. Diese Form der Apraxie beinhaltet auch den unsinngemaBen Gebrauch von einzelnen Objekten. Eine motorische oder auch ideo-kinetische Apraxie liegt vor, wenn die Umsetzung der Bewegungsformel in motorische Aktion nicht gelingt. Bewegungen Anderer konnen nicht korrekt imitiert werden. Die dritte Form ist die gliedkinetische Apraxie, verursacht durch den Verlust des kinematischen Gedachtnisses einer oder mehrerer GliedmaBen, wodurch Bewegungs- und Objektgebrauchsstorungen auftreten.

Nachfolgende Forscher hielten an Liepmanns Einteilung fest, allerdings anderte sich die Verwendung der Begrifflichkeit. Die ideo-kinetische wurde zur ideomotorischen Apraxie. Die ideatorische Apraxie wird heute auch konzeptuelle Apraxie genannt, da die Fehler konzeptueller Natur sind (Hanna-Pladdy & Rothi, 2001). Sie betreffen das Wissen uber Funktionen von Objekten und die Integration einzelner Bewegungen zu Handlungsfolgen.

2.2 Konzepte der Apraxie

Eine neuere Einteilung der Apraxien wird vorgenommen in exekutive und posteriore Apraxien (Binkofski & Fink, 2005). Zu den exekutiven Apraxien gehoren die gliedkinetische Apraxie und die Sprechapraxie. Diese Arten der Apraxie sind durch ,,Defizite in der Exekution (Produktion) von komplexen Bewegungsablaufen charakterisiert“ (Binkofski & Fink, 2005, S. 495). Verursacht werden sie zumeist von Lasionen im Frontallappen und Storungen des Informationsflusses in der parietopramotorischen Region. Die gliedkinetische Apraxie betrifft vor allem die Feinabstimmung von Hand- und Fingerbewegungen. Bei der Sprechapraxie ist die Zusammensetzung von artikulatorischen Bewegungen zu Worten gestort. Die posterioren Apraxien umfassen unimodale und polymodale Arten der Apraxie und besonders haufig ist der Parietallappen beteiligt. Den unimodalen Apraxien sind die visumotorische- und die taktile Apraxie zugehorig. Als polymodal werden jene Unterformen der Apraxie bezeichnet, bei denen hohere motorische Aktionen, sowohl der kontralateralen als auch der ipsilateralen Korperhalfte, betroffen sind. Oft treten verschiedene Unterformen gleichzeitig auf und sind nur schwer abgrenzbar. Die polymodalen Formen, ideatorische und ideomotorische Apraxie, werden im weiteren Verlauf des Textes im Vordergrund stehen.

2.2.1 Ideatorische Apraxie

Die ideatorische Apraxie ist die Unfahigkeit, zielgerichtete Handlungsfolgen auszufuhren, dabei wird von Poeck und Hacke (2006) vor allem das sequenzielle Element betont. Diese konzeptuelle Storung tritt zumeist bei Lasionen der temperoparietalen Region in der sprachdominanten Hemisphare auf. Vor allem die linke Hemisphare ist fur Assoziationen zwischen ,,Werkzeug, seinem Zweck, dem Anwendungsort und der passenden Bewegung“ (Binkofski & Fink, 2005, S. 506) von Bedeutung. Sind komplexere Handlungen involviert, sind oft auch Patienten mit rechtshirnigen Lasionen betroffen. Bei apraktischen Patienten ist oft zu beobachten, dass die zum Objekt passende Bewegung nicht abgerufen werden kann. Die, infolge dessen fehlerhafte Ausfuhrung von Handlungsfolgen tritt auch bei spontanen, gewohnten Handlungen auf, vor allem der Werkzeug- und Objektgebrauch ist dadurch beeintrachtigt. Es kommt dazu, dass die logische Sequenz erlernter Handlungen nicht eingehalten wird oder einzelne Bewegungen ausgelassen werden. Bei einer PET-Studie an gesunden Probanden wurde Bestatigung fur ein sogenanntes Objekttriggersystem gefunden. Bei Abruf von objektbezogenen Handlungen zeigten sich Aktivierungen im dorsalen inferioren Parietallappen. Dieses System soll nach ,,Prasentation eines Objektes die dazu passenden Handlungsschemata aktivieren“ (Weiss-Blankenhorn & Fink, 2008, S. 404). Es uberwacht die Ausfuhrung komplexer, transitiver Handlungen, in dem es das relevante Handlungsschema zur Ausfuhrung bringt und irrelevante unterdruckt.

2.2.2 Ideomotorische Apraxie

Das Leitsymptom der ideomotorischen Apraxien oder auch GliedmaBenapraxien sind Entstellungen im Ablauf von Bewegungselementen. Um eine Diagnose stellen zu konnen lasst man drei Arten von motorischen Aktionen ausfuhren: die Imitation bedeutungsloser Gesten, das Ausfuhren bedeutungsvoller Gesten und den Gebrauch von Objekten oder Werkzeugen (Weiss-Blankenhorn & Fink, 2008). Patienten mit einer ideomotorischen Apraxie machen dabei typische Fehler, die die Auswahl der motorischen Elemente und deren korrekte raumliche und sequentielle Anordnung betreffen; die Parapraxien. Dazu gehort, dass Bewegungen ausgelassen oder vorzeitig unterbrochen werden, falsche oder uberschussige Bewegungen tauchen auf. Ein haufiger Fehler ist, wie auch bei der ideatorischen Apraxie, die Persevation, das Wiederholen zuvor durchgefuhrter Bewegungen. Der Conduite d’approche gehort ebenso dazu, bei diesem nahert sich der Patient mehrmals und in unterschiedlichen Bewegungen der eigentlichen Zielbewegung. Wird bei der Ausfuhrung einer pantomimischen Handlung ein Korperteil als Objekt eingesetzt, nennt man dies den Body-part-as-object-Fehler (Poeck, 2006).

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