KFO 219:  Basalganglien-Kortex-Schleifen: Mechanismen pathologischer Interaktionen und ihrer therapeutischen Modulation

• Fachliche Zuordnung: Medizin
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 101434521

Die engen Verbindungen zwischen Basalganglien, Thalamus und Kortex werden als Basalganglien-Kortex-Schleifen bezeichnet und sind Schlüsselstrukturen für Kommunikation im menschlichen Gehirn. Diese Basalganglien-Kortex-Schleifen sind neben ihrer Bedeutung für die Ausführung und Kontrolle von Bewegungen in kognitive Fragen, okulomotorische Aufgaben, aber auch emotionale Verarbeitungsprozesse involviert. Diese unterschiedlichen Funktionen werden in den Basalganglien-Kortex-Schleifen durch teilweise segregierte Strukturen realisiert; eine enge Interaktion ist jedoch für die meisten täglichen Aufgaben zu postulieren.
Für unser Verständnis von Basalganglien-Erkrankungen wie Bewegungsstörungen oder Zwangserkrankungen spielen die motorischen Basalganglien-Kortex-Schleifen eine entscheidende Rolle. So scheint ein relevanter pathophysiologischer Mechanismus bei M. Parkinson in einer pathologischen oszillatorischen Kopplung zwischen unterschiedlichen Hirnarealen zu liegen. Aus einer pathologischen oszillatorischen Aktivität in unterschiedlichen Frequenzbändern scheinen sowohl motorische Symptome (wie der Tremor oder die Bradykinese) zu erwachsen, aber auch höhere kognitive Funktionen und emotional-affektive Prozesse werden in den Basalganglien gesteuert und sind pathologisch verändert bei Patientinnen und Patienten mit M. Parkinson.
Aufgrund der pathologischen oszillatorischen Aktivität in den Basalganglien ist die therapeutische Option der Modulation pathologischer oszillatorischer Aktivität durch die Tiefe Hirnstimulation entstanden. Diese Methode erlaubt eine gezielte Modulation pathologischer oszillatorischer Aktivität bei Patientinnen und Patienten mit M. Parkinson, Tremor, Dystonie und damit eine gezielte Intervention in die Basalganglien-Kortex-Schleifen.
Ziel der Klinischen Forschergruppe ist die Charakterisierung pathologischer Basalganglien-Kortex-Schleifen bei unterschiedlichen neurologischen und psychiatrischen Erkrankungen und die Modulation pathologischer Interaktionen in diesen Schleifen durch die Tiefe Hirnstimulation oder medikamentöse Intervention.

• DFG-Verfahren: Klinische Forschungsgruppen

Projekte

• Bedarfsgesteuerte desynchronisierende tiefe Hirnstimulation (Antragsteller Tass, Peter )
• Charakterisierung der Beziehung zwischen Lokalen Feldpotenzialen und Spikeaktivität im Nucleus subthalamicus bei Patienten mit Morbus Parkinson (Antragstellerin Grün, Sonja )
• Charakterisierung der effektiven Konnektivität motorischer Basalganglien-Kortex-Schleifen durch loklale Feldpotentiale im Nucelus Subthalamicus und EEG-Ableitungen bei Morbus Parkinson (Antragsteller Timmermann, Lars )
• Einfluss des dopaminergen Systems auf die Konnektivität der Basalganglien-Kortex Interaktionen bei Gesunden und Patienten mit dopaminergen Dysfunktionen (Antragsteller Grefkes-Hermann, Christian )
• Fehlerdetektion beim M. Parkinson: Modulation durch Tiefe Hirnstimulation im Nucleus Subthalamicus und dopaminerge Medikation (Antragsteller Ullsperger, Markus )
• Kernspintomographische und modell-basierte Differenzierung von Subtypen des Morbus Parkinson unter besonderer Brücksichtigung der Basalganglien-Konnektivität (Antragsteller Tittgemeyer, Marc )
• Konnektivitätsstörungen als pathologischer Link zwischen striatalen und kortikalen Auffälligkeiten bei Subtypen der Parkinson-Erkrankung. Eine longitudinale multimodale Bildgebungsstudie (Antragsteller Eggers, Carsten )
• Mathematische Modellierung der Entstehung und Suppression pathologischer Aktivitätszustände in den Basalganglien-Kortex-Schleifen (Antragsteller Diesmann, Markus )
• Modulation des dopaminergen und glutamatergen Systems durch Tiefe Hirnstimulation im Ncl. subthalamicus und L-DOPA be ider 6OHDA-Hemiparkinson-Ratte (Antragstellerin Endepols, Heike )
• Neurophysiologische und neurokognitive Charakterisierung der Basalganglien-Kortex-Interaktionen beim Tourette-Syndrom und deren Modulierbarkeit durch Tiefe Hirnstimulation thalamischer Kernregionen (Antragsteller Kuhn, Jens )
• Untersuchung der Auswirkungen von HCN/h-Schrittmacherkanaldefizienz auf die Funktion von Kortex-Basalganglienschleifen (Antragsteller Isbrandt, Dirk )
• Verhaltens- und bildgebende Untersuchungen zur Rolle des striatalen und frontalen Dopamins für kognitive Flexibiltiät und Stabiliseriung bei Parkinson-Patienten und gesunden Probanden (Antragstellerin Schubotz, Ricarda Ines )
• Zentralprojekt (Antragsteller Timmermann, Lars )

• Leiter: Professor Dr. Lars Timmermann
• Sprecher: Professor Dr. Gereon Rudolf Fink