SciDok

Eingang zum Volltext in SciDok

Lizenz

Dissertation zugänglich unter
URN: urn:nbn:de:bsz:291-scidok-45509
URL: http://scidok.sulb.uni-saarland.de/volltexte/2012/4550/


Hemispatial neglect and deficits of verticality perception after stroke - neuropsychological results and modulation via galvanic vestibular stimulation

Hemispatialer Neglect und Störungen der Vertikalenwahrnehmung nach Schlaganfall - Neuropsychologische Ergebnisse und Modulation mittels galvanisch vestibulärer Stimulation

Utz, Kathrin Susanne

pdf-Format:
Dokument 1.pdf (807 KB)

Bookmark bei Connotea Bookmark bei del.icio.us
SWD-Schlagwörter: Neglect , Neuropsychologie , Schlaganfall , Hirnstimulation , Raumwahrnehmung
Freie Schlagwörter (Englisch): neglect , neuropsychology , stroke , brain stimulation , spatial perception
Institut: Fachrichtung 5.3 - Psychologie
Fakultät: Fakultät 5 - Philosophische Fakultät III
DDC-Sachgruppe: Psychologie
Dokumentart: Dissertation
Hauptberichter: Kerkhoff, Georg (Prof. Dr.)
Sprache: Englisch
Tag der mündlichen Prüfung: 31.10.2011
Erstellungsjahr: 2011
Publikationsdatum: 12.01.2012
Kurzfassung auf Englisch: Hemispatial neglect is a multimodal syndrome that often follows unilateral right-brain damage. Patients with hemispatial neglect fail to notice or respond to sensory stimuli presented in the contralesional hemispace, which is not caused by primary motor or sensory deficits. Associated disorders often co-occurring with hemispatial neglect are deficits of verticality perception. Patients with those deficits show significant deviations in their subjective visual or haptic vertical away from the objective physical vertical when being asked to indicate whether a stepwise rotatable rod in the frontal plane is vertical, either by seeing the rod (visual modality) or by touching it when blindfolded (haptic modality). Both, hemispatial neglect and disorders of verticality perception are very frequent and strongly related to substantial impairments in daily life. Thus, research on the subserving mechanisms and potential treatment methods is of high significance. Four studies were conducted, first addressing the potential benefits and risks of a new treatment method for patients with hemispatial neglect, and second investigating the multimodality of disorders of verticality perception and their occurrence in different spatial planes (frontal, sagittal). Study 1 to 3 of the present doctoral thesis focus on a potential new treatment technique of hemispatial neglect and related disorders, the so-called galvanic vestibular stimulation (GVS). GVS uses weak direct current delivered via electrodes placed on the mastoids behind the ears. The direct current leads to polarization effects of the vestibular nerves and activations of multisensory vestibular brain areas, which are often lesioned in patients with hemispatial neglect and deficits of verticality perception. In order to obtain a broad overview over the technique of GVS and the available evidence of its potential to modulate different neuropsychological phenomena, in Study 1 the scientific literature on GVS and the related technique of transcranial direct current stimulation (tDCS; electrodes are attached to the skull over the target cortical area) in the field of neuropsychology was reviewed. Both GVS and tDCS over the parietal cortex were proven to be able to modulate neglect and related disorders, with little evidence showing GVS-induced modulation of deficits of verticality perception. Study 2 was concerned with the frequency and intensity of adverse effects during and after GVS in persons with stroke and healthy individuals, recorded via a questionnaire. The results indicate only very few and slight adverse effects like mild itching and tingling underneath the electrodes during and after stimulation in both groups. Hence, GVS was shown to be a suitable and easily applicable technique for modulation with only minimal adverse effects. In Study 3, the question was addressed whether GVS modulates a frequent neglect phenomenon, namely the rightward error in horizontal line bisection. GVS significantly decreased the rightward line bisection error during stimulation in right-brain-damaged patients with but not without neglect in contrast with sham stimulation. Right-cathodal GVS was more effective than left-cathodal GVS. Finally, in Study 4 the subjective verticality judgments in two modalities (visual, haptic) and two spatial planes (frontal, sagittal) of right-brain-damaged patients with neglect, right-brain-damaged patients without neglect and age-matched healthy individuals were investigated using a novel testing device for all these tasks. We observed greater unsigned errors and significant perceptual tilts in the verticality judgments of right-brain-damaged patients with neglect in contrast to the other two groups. Tilts of the neglect patients were directed counterclockwise in the roll plane, and towards the observer in the sagittal plane for both modalities. In summary, the studies presented in this work suggest that GVS is a promising treatment method which is able to modulate neglect phenomena and related disorders and is furthermore well-tolerated by persons with stroke and healthy individuals. The beneficial effects of GVS are most likely induced by activation of surviving remnants of the otherwise lesioned multimodal vestibular brain areas in neglect patients, thereby re-calibrating their disturbed spatial representations. Furthermore the present thesis shows that deficits of verticality perception in neglect patients are multimodal and multispatial in nature. These impairments are presumably due to lesions of temporoparietal cortical regions involved in multisensory integration which leads to a disturbed representation of the vertical.
Kurzfassung auf Englisch: Hemispatialer Neglect ist ein multimodales Syndrom, das häufig nach unilateralen rechtshemisphärischen Hirnschädigungen auftritt. Patienten mit hemispatialem Neglect beachten keine oder reagieren nicht auf sensorische Reize, die im kontraläsionalen Halbraum auftreten. Assoziierte Störungen, die häufig das Neglect-Syndrom begleiten, sind Störungen der Vertikalenwahrnehmung. Davon betroffene Patienten zeigen signifikante Abweichungen von der physikalischen Vertikalen in ihrer subjektiven visuellen oder haptischen Vertikalen. Hierbei müssen die Patienten angeben, wann ein in der Frontalebene schrittweise drehbarer Stab vertikal ist (visuelle Modalität) oder den Stab mit verbunden Augen vertikal ausrichten (haptische Modalität). Beide Störungsbilder kommen häufig vor und gehen mit beträchtlichen Einschränkungen im Alltagsleben einher. Aus diesem Grund ist die Erforschung der zugrundeliegenden Mechanismen und möglicher Behandlungsmethoden der Störungen von hoher Relevanz. Im Rahmen dieser Arbeit wurden vier Studien durchgeführt, um einerseits den potentiellen Nutzen und die Risiken einer neuen Behandlungsmethode für hemispatialen Neglect zu erfassen, und andererseits das Vorkommen von Störungen der Vertikalenwahrnehmung in verschiedenen Modalitäten und verschiedenen Raumebenen (frontal, sagittal) zu untersuchen. Studien 1 bis 3 der vorliegenden Dissertation widmen sich einer neuen potentiellen Behandlungsmethode von Patienten mit hemispatialem Neglect und verwandten Störungen, der sogenannten Galvanisch Vestibulären Stimulation (GVS). Hierbei wird Gleichstrom geringer Intensität mittels Elektroden appliziert, welche auf den Mastoiden hinter den Ohren platziert werden. Dies aktiviert multisensorische vestibuläre Hirnareale, welche häufig bei Patienten mit hemispatialem Neglect und Störungen der Vertikalenwahrnehmung geschädigt sind. Um einen breiten Überblick über die Methode der GVS und der vorhandenen Untersuchungen zur Modulation von neuropsychologischen Funktionen mittels dieser Methode zu erhalten, wurde in Studie 1 ein Literaturüberblick über die wissenschaftlichen Veröffentlichungen zur GVS und der verwandten Technik der Transkraniellen Gleichtstromstimulation (tDCS; Elektroden werden auf dem Schädel, über dem zu stimulierenden Kortexbereich, platziert) im Bereich der Neuropsychologie gegeben. Hierbei stellte sich heraus, dass beide Methoden, GVS und tDCS über dem Parietalkortex, in der Lage sind, Neglect und verwandte Störungen zu modulieren. In Studie 2 wurde die Häufigkeit und Intensität von Nebenwirkungen während und nach GVS bei Personen mit Schlaganfall und gesunden Individuen anhand eines Fragebogens erfasst. Die Befunde zeigen, dass GVS nur zu wenigen und leichten Nebenwirkungen, wie leichtes Jucken und Kribbeln der Haut unter den Elektroden, während und nach der Stimulation in beiden Probandengruppen führte. In Studie 3 wurde untersucht, ob GVS ein häufig vorkommendes Neglectphänomen, nämlich die Rechtsabweichung im horizontalen Linienhalbieren, moduliert. GVS verringerte während der Stimulation die Rechtsabweichung von Patienten mit rechtshemisphärischen Hirnschädigungen mit Neglect, nicht aber die von rechtshemisphärisch geschädigten Patienten ohne Neglect. Rechts-kathodale GVS war hierbei effektiver als links-kathodale GVS. Schließlich wurde in Studie 4 die Beurteilung der Vertikalen in zwei Modalitäten (visuell, haptisch) und zwei Raumebenen (frontal, sagittal) von rechtshemisphärisch geschädigten Patienten mit Neglect, ohne Neglect, sowie von altersentsprechenden gesunden Individuen erfasst. Dabei wurde ein neues Untersuchungsgerät eingesetzt, welches für alle Aufgaben verwendet wurde. Wir beobachteten größere ungerichtete Fehler und signifikante Verkippungen in den Vertikalitäts-Urteilen von rechtshemisphärisch geschädigten Patienten mit Neglect im Vergleich zu den anderen beiden Probandengruppen. Die Abweichungen der Neglectpatienten waren in der Frontalebene gegen den Uhrzeigersinn gerichtet und zeigten in der Sagittalebene in Richtung des Beobachters. Dieses Muster wurde in beiden Modalitäten beobachtet. Zusammengefasst legen die hier dargestellten Studien nahe, dass GVS eine vielversprechende Methode zur Modulation von Neglectphänomenen und verwandten Störungen ist und darüber hinaus gut vertragen wird. Die positiven Effekte von GVS bei Neglectpatienten basieren höchstwahrscheinlich auf der Aktivierung erhaltener Bereiche in ansonsten geschädigten multisensorischen vestibulären Hirnbereichen, wodurch gestörte räumliche Repräsentationen rekalibriert werden. Darüber hinaus zeigt die vorliegende Dissertation, dass Störungen der Vertikalenwahrnehmung von Neglectpatienten multimodal sind und in verschiedenen Raumebenen auftreten. Diese Störungen sind vermutlich bedingt durch Läsionen temporo-parietaler Kortexareale, welche an der multisensorischen Integration beteiligt sind und folglich zu gestörten Repräsentationen der Vertikalen führen.
Lizenz: Veröffentlichungsvertrag für Dissertationen und Habilitationen

Home | Impressum | Über SciDok | Policy | Kontakt | Datenschutzerklärung | English