Deutsche Heredo-Ataxie Gesellschaft e.V.

Von Dr. K. Rabe aus der Arbeitsgruppe Prof. Dr. D. Timmann-Braun,
Neurologische Universitätsklinik Essen

Von der Deutschen Heredo-Ataxie Gesellschaft wurden zwei einwöchige Studienaufenthalte in der Arbeitsgruppe von Herrn Privatdozenten Dr. Hermsdörfer, Entwicklungsgruppe für klinische Neuropsychologie in München, zur Realisierung eines Projektes, in dem Greifbewegungen bei Betroffenen mit Ataxien untersucht wurden, gefördert. Während der Aufenthalte in München habe ich die Durchführung des Versuchs und die Auswertungsmethoden erlernt. In Essen habe ich 18 Betroffene mit verschiedenen Ataxie-Erkrankungen und zum Vergleich 18 Teilnehmer ohne neurologische Erkrankungen untersucht. Ich möchte die Ergebnisse der Untersuchung gerne vorstellen.

Was ist die Größe-Gewicht-Illusion?
Wenn man zwei Objekte sieht, die sich in der Größe unterscheiden, hält man das Größere für das Schwerere. Zeigt man Versuchspersonen zwei unterschiedlich große Objekte, die (ohne dass die Versuchspersonen es wissen) tatsächlich aber gleich schwer sind, halten die Versuchspersonen auch hier das Größere für das Schwerere. Lässt man die Versuchspersonen die beiden unterschiedlich großen, aber gleich schweren Objekte dann anheben, haben diese den Eindruck, dass das kleinere schwerer ist als das große Objekt. Dass das in Wirklichkeit aber nicht so ist, sondern beide Objekte gleich schwer sind, nennt man eine Größe-Gewicht-Illusion. Sie kommt deshalb zustande, weil das kleinere Objekt unerwartet schwerer ist (man hat es für leichter gehalten, tatsächlich ist es schwerer, d.h. gleich schwer wie das große). Das Gehirn bildet Gegensätze sehr stark ab. In diesem Fall verliert sich die Illusion auch nach mehrfachem Anheben nicht.
Die Griffkräfte, d.h. wie stark man zufasst um das Objekt zu heben, verhalten sich dagegen anders. Um das große Objekt das erste Mal anzuheben, fassen Versuchspersonen stark zu, weil sie davon ausgehen, dass das Objekt schwer ist. Hingegen um das kleine Objekt anzuheben, fassen Versuchspersonen beim ersten Mal nur leicht zu, weil sie glauben, dass das kleinere Objekt leichter ist. Wenn dann abwechselnd immer wieder das große und das kleine Objekt angehoben werden, merkt das Gehirn nach einer Weile, dass die unterschiedlich großen Objekte in Wirklichkeit gleich schwer sind. Deshalb fasst man nach ein paar Versuchen bei beiden Objekten gleich stark zu. Obwohl man nach einer Weile die richtige Kraft verwendet, um die gleich schweren Objekte anzuheben, hält man immer noch das größere Objekt für schwerer als das kleine.

Wie lief das Experiment ab?
Zunächst wurden den Versuchspersonen das große und das kleine Objekt vorgelegt (siehe Abbildung 1). Sie sollten einschätzen, welches der beiden Objekte wohl das schwerere von beiden ist. Danach sollten sie in einen Balken mit einem Querstrich einzeichnen, wie schwer sie die Objekte einschätzen. Als Beispiel ist die Abbildung 2 zu sehen. Um einen Vergleich zu bekommen, sollten die Versuchspersonen ein zweites Mal nach dem Anheben von den Objekten sagen, welches Objekt sie für das schwerere halten und in den Balken das geschätzte Gewicht einzeichnen.
Nachdem die Personen das erste Mal das geschätzte Gewicht in den Balken eingezeichnet haben, wurden sie gebeten immer im Wechsel das große und das kleine Objekt anzuheben. Jedes Objekt wurde dabei 16mal angehoben. Auf den Objekten wurde mit einem Magneten ein Griff befestigt, mit dem man die Objekte besser anheben konnte. Außerdem wurden mit dem Griff die Griffkräfte gemessen. Im Griff ist ein Sensor, der messen kann, wie stark man die Finger zusammendrückt. Die Daten werden während des Versuchs über ein Kabel an den Computer übermittelt. (siehe Abbildung 1 und 3)

1. Erhaltene Größe-Gewicht-Illusion
Wir haben gefunden, dass Betroffene mit Ataxien eine erhaltene Größe-Gewicht-Illusion haben. Das bedeutet, dass die Betroffenen genauso wie die Teilnehmer ohne neurologische Erkrankung nach dem Anheben der Objekte das kleinere Objekt für das schwerer der beiden Objekte hielten, obwohl in Wirklichkeit beide Objekte gleich schwer waren. Wie man an der Abbildung 4 sehen kann, haben die meisten Teilnehmer (sowohl die mit Ataxie als auch die ohne neurologische Erkrankung) vor dem Hochheben der Objekte das größere Objekt für das schwerere gehalten. Nach Hochheben der Objekte haben alle Teilnehmer das kleine Objekt für das schwerere gehalten, was daran zu sehen ist, dass die Linien alle im negativen Bereich enden.
Wir haben erwartet, dass sich die Teilnehmer mit einer Ataxie so wie die Teilnehmer ohne neurologische Erkrankung verhalten, weil wir glauben, dass man für die Größe-Gewicht-Illusion nicht das Kleinhirn einsetzt.

2. Erhaltene Anpassung der Griffkräfte
Die Ergebnisse zeigen, dass Betroffene mit einer Ataxie motorische Defizite aufweisen. Sie fassen viel stärker zu als es nötig wäre und als es Teilnehmer ohne neurologische Erkrankung machen. In der Abbildung 5 ist zu sehen, dass die Teilnehmer mit einer Ataxie (blaue Linien) beim Anheben der Objekte sowohl für das große (Kreise) als auch für das kleine (Quadrate) Objekt eine höhere Griffkraft benutzen, als Teilnehmer ohne neurologische Erkrankung (rote Linien).

Beide Teilnehmergruppen fassen zunächst für das große Objekt stärker zu als für das kleinere Objekt. Wie man in der Abbildung oben sehen kann, sind dann später die Kräfte für das große und für das kleine Objekt beinahe gleich, d.h., die Kreise und die Quadrate liegen nahe beieinander.

Welche Schlüsse kann man aus den Ergebnissen ziehen?
Das Ergebnis, dass Betroffene mit Ataxien ihre Griffkräfte entsprechend des erwarteten Objektgewichtes anpassen, war unerwartet. Es könnte sein, dass bestimmte Informationen über die Dinge in der Umwelt, z.B., dass große Objekte normalerweise schwer sind, bereits in der Kindheit erlernt werden. Um dieses Wissen zu erwerben braucht man möglicherweise das Kleinhirn, aber nicht um es, wenn erstmal gelernt, später wieder abzurufen. Die Erkrankung des Kleinhirns war bei allen untersuchten Betroffenen mit einer Ataxie im Erwachsenenalter aufgetreten. Obwohl die Griffkräfte durch die Ataxie insgesamt zu hoch waren, konnten die Griffkräfte möglicherweise trotzdem an das erwartete bzw. tatsächliche Objektgewicht angepasst werden, weil bestimmte Informationen über Objekteigenschaften außerhalb des Kleinhirns gespeichert werden und darum abrufbar sind, auch wenn das Kleinhirn erkrankt ist.

Abschließend möchte ich mich ganz herzlich für die Förderung durch die DHAG und allen Teilnehmern für Ihre freundliche Teilnahme bedanken.