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KFO 247:  Tiefe Hirnstimulation: Wirkmechanismus, Kortex-Basalganglien - Physiologie und Therapieoptimierung

Fachliche Zuordnung Medizin
Förderung Förderung von 2010 bis 2019
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 160506045
 
Mit der tiefen Hirnstimulation (THS) kann eine ausgezeichnete Verbesserung der motorischen Symptome bei idiopathischem Parkinson-Syndrom (IPS), Dystonie und Tremor erzielt werden. Zudem sind erste Therapieerfolge mit THS bei Patienten mit psychiatrischen Erkrankungen zu verzeichnen. Trotz dieser klinisch herausragenden Erfolge ist der genaue Wirkmechanismus der THS bisher nicht verstanden. Darüber hinaus eröffnet die THS die einmalige Möglichkeit, neuronale Aktivität direkt aus den Basalganglien am wachen Patienten abzuleiten.
Wir beabsichtigen in der Klinischen Forschergruppe, mit einem interdisziplinären translationalen Ansatz den Wirkmechanismus der THS (1) auf zellulärer Ebene im Tierexperiment und (2) auf systemphysiologischer Ebene am Menschen zu erforschen und (3) die klinische Anwendung der THS zu optimieren. Konkret sollen die Effekte der kontinuierlichen THS auf synaptische Plastizität sowie Neuroprotektion und Neubildung von Nervenzellen im Tierexperiment untersucht werden. Als Grundlage für ein systemphysiologisches Gesamtkonzept zu Effekten und Nebenwirkungen der THS beim Menschen soll die physiologische Rolle der Basalganglien (BG) bei motorischen Aufgaben, Sprachverarbeitung, Gedächtnisfunktionen und emotionaler Reizverarbeitung untersucht werden.
Dabei soll das Zusammenspiel von BG und Kortex durch die Untersuchung der raum-zeitlichen Dynamik frequenzspezifischer Oszillationen und deren funktionelle und anatomische Konnektivität charakterisiert und in Bezug zu den motorischen und behaviouralen Defiziten der Patienten gesetzt werden. Darüber hinaus soll in zwei klinischen Studien die Effektivität der THS für neue Zielgebiete bei Patienten mit IPS und Depression evaluiert werden.
Langfristig ist durch diese Erkenntnisse eine deutliche Therapieoptimierung der THS durch bessere Zielpunktfindung und Feinabstimmung der Stimulationsparameter, z.B. durch exakte frequenzspezifische Interferenz mit pathologischen Oszillationen bei Aufrechterhaltung physiologischer Aktivität zu erwarten. Durch die Interaktion der beteiligten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler wird ein multimodaler und translationaler Forschungsansatz zur tiefen Hirnstimulation ermöglicht, der eine weitere Klärung des Wirkmechanismus und daraus resultierende Therapieoptimierung verspricht, wobei neueste Erkenntnisse am Tiermodell rasch in die klinische Forschung integriert und andererseits aus der Klinik generierte Fragestellungen am Tiermodell erforscht werden können.
DFG-Verfahren Klinische Forschungsgruppen

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