Kathodale transkranielle Gleichstromstimulation (tDCS) bei Gitarristen mit fokaler Dystonie
Cathodal transcranial direct current stimulation (tDCS) in guitarists with focal dystonia
by Matthias Weidenmüller
Date of Examination:2010-12-07
Date of issue:2010-11-30
Advisor:Prof. Dr. Michael Nitsche
Referee:Prof. Dr. Michael Nitsche
Referee:PD Dr. Dr. Birgit Zirn
Referee:Prof. Dr. Martin Oppermann
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Format:PDF
Description:Dissertation
Abstract
English
Musician s dystonia is a task-specific movement disorder with a painless loss of voluntary motor control. Very often it appears after intensified periods of instrumental practice. Defective inhibition on different levels of the central nervous system is involved in the pathophysiology of this focal dystonia (FD). Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a non-invasive method to elicit neuroplasticity of the human motor cortex. Cathodal stimulation diminishes the excitability of the cortex. Aim of our study was, to answer following question: is cathodal tDCS of the primary motor cortex in guitarists with FD able to reduce an enhanced cortical excitability (loss of inhibition) and thus enable a more focused neuronal activity to improve fine motor control? Cathodal tDCS (2mA, 20 min) was applied to ten professional guitarists with FD on the primary motor cortex contralateral to the affected hand. Standardised exercises were played before, directly after and 60 min a! fter tDCS and were rated both subjective and objective. For the objective rating three independent experts had to assess videos under different criteria of every single guitarist playing the exercises at the three different points of time. The statistical analysis was performed by a two-factor analysis of variance [factor 1: condition of stimulation (tDCS and placebo-stimulation), factor 2: time (before, after, 60 min after tDCS)] and a paired t-test. Summarised, taking the mean value of all guitarists at the different points of time, cathodal tDCS had no significant positive effect on fine motor control. Even the average self-rating of all guitarists reveals no benefit. However, one guitarist (subject 1) benefited by cathodal tDCS. This patient suffered from a less focal hand- but more forearm-focused dystonia. Investigation of anxiety in our subjects via the state-trait-anxiety-inventory by Laux et al. revealed an enhanced trait-anxiety of our subjects compared to the average population. This finding fits with former studies of Altenmüller and Jabusch (Jabusch und Altenmüller 2004, Jabusch et al. 2004b), whereas enhanced anxiety is able to trigger the development of FD. Assessment of cumulative instrumental practice-time of our guitarists shows that onset of FD is very often during or immediately after periods of intensified instrumental practicing.
Keywords: musician's dystonia; focal dystonia; cathodal transcranial direct current stimulation; neuroplasticity; anxiety; state-trait-anxiety-inventory; cumulative practice-time
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Die Musikerdystonie ist eine aufgabenspezifische Bewegungsstörung, die in einer schmerzlosen Beeinträchtigung der Feinmotorik besteht. Häufig tritt sie nach Phasen intensiven Übens auf. Bei der Pathophysiologie dieser fokalen Dystonie (FD) geht man von einem Mangel an Inhibition auf verschiedenen Ebenen des zentralen Nervensystems aus. Transkranielle Gleichstromstimulation (tDCS) ist ein nicht invasives Verfahren zur Erzeugung von Neuroplastizität im menschlichen Kortex. Durch kathodale Stimulation wird die Erregbarkeit des Kortex vermindert. Wir gingen der Frage nach, ob eine kathodale tDCS über dem primärmotorischen Kortex bei Gitarristen mit FD in der Lage ist, gesteigerte kortikale Erregbarkeit (mangelnde Inhibition) zu reduzieren und damit eine fokussiertere neuronale Aktivität zu ermöglichen. Wir applizierten zehn von der FD betroffenen professionellen Gitarristen eine kathodale tCDS (2mA, 20 min) über dem primärmotorischen Kortex kontralateral zu der betrof! fenen Hand. Standardisierte Übungen mussten zu verschiedenen Zeitpunkten (vor, unmittelbar nach und 60 min nach Stimulation) gespielt und sowohl subjektiv als auch objektiv beurteilt werden. Die objektive Beurteilung erfolgte durch drei unabhängige Rater, die Videomitschnitte der einzelnen Probanden anhand verschiedener Kriterien zu beurteilen hatten. Die statistische Auswertung erfolgte mithilfe einer zweifaktoriellen Varianzanalyse [Faktor 1: Stimulationsbedingung (tCDS und Placebostimulation), Faktor 2: Zeitpunkt (vor, unmittelbar nach und 60 min nach Stimulation)] und einem gepaarten T-Test. Betrachtet man den Mittelwert aus allen Probanden zu den unterschiedlichen Zeitpunkten, muss man zusammenfassend sagen, dass es unter kathodaler tDCS keinen deutlich positiven Effekt auf die Spielfähigkeit gab. Auch die gemittelte Selbsteinschätzung der Probanden bestätigt dies. Betrachtet man die Probanden einzeln, war Proband 1 der einzige unter kathodaler tDCS profitierende! Gitarrist. Ihn unterscheidet eine weniger fokale, den gesamte! n Untera rm betreffende Form der Dystonie von den übrigen Probanden. Neben den Ergebnissen zur kathodalen tDCS ergab eine Erhebung der Ängstlichkeit der Probanden mithilfe des State-Trait-Angstinventars nach Laux et al. eine gesteigerte Ängstlichkeit (Trait) unserer zehn Probanden gegenüber der Normalbevölkerung. Dies bestätigt die Ergebnisse früherer Studien von Altenmüller und Jabusch (Jabusch und Altenmüller 2004, Jabusch et al. 2004b), wonach eine gesteigerte Ängstlichkeit ein Triggerfaktor bei der Entwicklung einer FD ist. Auch die Erhebung der kumulativen Übezeit zeigt, dass der Zeitpunkt des Auftretens der FD häufig während oder unmittelbar nach Phasen sehr intensiven Übens ist.
Schlagwörter: Musikerdystonie; fokale Dystonie; kathodale transkranielle Gleichstromstimulation; Neuroplastizität; Ängstlichkeit; State-Trait-Angstinventar; kumulative Übezeit