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Unnützes Wissen: Medizin+fakten to go: Ein angeborener zusätzlicher Finger bringt motorische Vorteile

Menschen mit Polydaktylie besitzen von Geburt an mehr als die üblichen fünf Finger oder Zehen an Händen oder Füßen. Welche Bewegungsfertigkeiten besitzen Menschen mit Polydaktylie und wie sehen deren sensomotorische Hirnregionen aus? Das haben Wissenschaftler nun erstmals untersucht.

Angeborene Sechsfinger-Hand mit zusätzlichen Muskeln, die den Extra-Finger bewegen. Bildquelle: © Creative Commons CC BY 4.0*

Angeborene Sechsfinger-Hand mit zusätzlichen Muskeln, die den Extra-Finger bewegen.

Sie zeigen, dass ein zusätzlicher Finger die Bewegungsfähigkeiten der jeweiligen Hand deutlich erweitern kann. So sind Menschen mit sechs Fingern in der Lage, Bewegungen mit nur einer Hand auszuführen, für die Menschen mit fünf Fingern beide Hände benötigen. Die erweiterten motorischen Fähigkeiten werden durch spezialisierte Areale in den sensomotorischen Hirnregionen ermöglicht. Die neuen Erkenntnisse könnten auch als Grundlage für die Entwicklung von zusätzlichen künstlichen Gliedmaßen dienen.

Die Forscher aus Freiburg, London und Lausanne untersuchten in ihrer Fallstudie zwei Probanden, die an beiden Händen jeweils einen zusätzlichen Finger zwischen Daumen und Zeigefinger voll ausgebildet haben. »Wir wollten herausfinden, ob die motorischen Fähigkeiten dieser Personen über diejenigen von Menschen mit fünf Fingern hinausgehen und wie das Gehirn in der Lage ist, diese zusätzlichen Freiheitsgrade zu kontrollieren«, erklärt Prof. Dr. Carsten Mehring von der Universität Freiburg und dem Bernstein Center Freiburg.

Dazu ließen die Wissenschaftler die Probanden mehrere Verhaltensexperimente ausführen und beobachteten mittels funktionaler Magnetresonanztomographie (fMRT) die Gehirnaktivität. Die Ergebnisse zeigen, dass die zusätzlichen Finger mithilfe von eigenen Muskeln und Nerven bewegt werden. Dadurch können die Personen sie weitestgehend unabhängig von allen anderen Fingern bewegen.  »Obwohl das Gehirn diesen höheren Freiheitsgrad kontrollieren muss, haben wir keine Nachteile festgestellt im Vergleich zu Menschen mit fünf Fingern. Kurz gesagt, es ist erstaunlich, dass das Gehirn genug Kapazität dafür hat, ohne an anderer Stelle etwas opfern zu müssen«, sagt Prof. Dr. Etienne Burdet vom Imperial College London.

Die Bewegung kommt nicht über Nacht

Um zu verstehen, wie das Gehirn von Menschen mit Polydaktylie die zusätzlichen Finger steuert, verwendeten die Forscher hochauflösende fMRT. »Wir konnten dezidierte neuronale Aktivitäten finden, die den sechsten Finger kontrollieren, und der somatosensorische und motorische Kortex sind genau so organisiert, dass sie die beobachteten zusätzlichen motorischen Fähigkeiten ermöglichen«, kommentieren Prof. Dr. Andrea Serino und Dr. Michael Akselrod, die für die bildgebenden neurowissenschaftlichen Studien an der École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) und am Universitätsklinikum Lausanne verantwortlich waren.

Die vorliegende Studie könnte die Entwicklung von zusätzlichen künstlichen Gliedmaßen zur Erweiterung von Bewegungsfähigkeiten vorantreiben – beispielsweise einen zusätzlichen Arm, der es erleichtert, alleine statt mit einem Assistenten oder einer Assistentin zu arbeiten oder der es Chirurginnen und Chirurgen ermöglicht, Operationen ohne Assistenz auszuführen.

Die Wissenschaftler betonen allerdings, dass Menschen mit Polydaktylie den Umgang mit ihren zusätzlichen Gliedmaßen von Geburt an gelernt haben. Das bedeutet, dass eine ähnliche Funktionalität nicht zwingend erreicht werden kann, wenn zu einem späteren Zeitpunkt im Leben künstliche Gliedmaßen ergänzt werden. Dennoch eröffnen Menschen mit Polydaktylie eine einzigartige Chance, die neuronale Kontrolle zusätzlicher Gliedmaßen und die Möglichkeiten sensomotorischer Fertigkeiten zu analysieren. (me)

Bild: Creative Commons CC-BY-4.0