Biomarker bei idiopathischer Dystonie: Von optimierter Hochfrequenzstimulation zur Closed-Loop THS

• Antragstellerin: Professorin Dr. Andrea Kühn
• Fachliche Zuordnung: Klinische Neurologie; Neurochirurgie und Neuroradiologie
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 160506045

Ziel der Studie ist es, die physiologische Signatur von LFP-Aktivität bei Dystonie zu analysieren und ihren Nutzen für eine optimierte, intelligente Tiefe Hirnstimulation (THS) zu charakterisieren. In umfangreichen Vorarbeiten der Antragsteller konnte die niederfrequente Aktivität bei Patienten mit Dystonie bereits gut charakterisiert werden. So korreliert das Ausmaß der 5-12 Hz Aktivität mit der Stärke dystoner Muskelaktiviät und die pallidale Aktivität treibt in Konnektivitätsanalysen das EMG dystoner Muskeln. Letztlich ist der Wirkmechanismus der THS bei Dystonie noch nicht verstanden und wird durch das verspätete Auftreten der THS-Effekte in bisherigen Untersuchungsansätzen erschwert. In der geplanten Studie soll mittels eines exklusiv zur Verfügung stehenden Stimulators mit Möglichkeit der fortlaufenden Signalaufnahme der chronische Effekt der THS auf Netzwerkaktivität bei Patienten mit Dystonie untersucht werden. In dem geplanten Projekt sollen i) die niederfrequente LFP-Aktivität als Signatur zur Bestimmung der effektivsten THSParametereinstellungen getestet werden, ii) akute und langfristige THS-Effekte auf pallidale LFPSignale und subkortiko-kortikale Konnektivitätsmuster untersucht, iii) deren Robustheit während Aktivitäten des täglichen Lebens, einschließlich des Schlafs, dargestellt und iv) der Effekt unterschiedlicher THS-Frequenzen auf die LFP-Signale und das klinische Wirkspektrum untersucht werden, um davon den potentiellen Nutzen von LFP-Signalen für einen neuen Therapieansatz mit geschlossener Stimulationsschleife (closed-loop THS) zu erarbeiten. Ziel der Studie ist es, die physiologische Signatur von LFP-Aktivität bei Dystonie zu analysieren und ihren Nutzen für eine optimierte, intelligente Tiefe Hirnstimulation (THS) zu charakterisieren. In umfangreichen Vorarbeiten der Antragsteller konnte die niederfrequente Aktivität bei Patienten mit Dystonie bereits gut charakterisiert werden. So korreliert das Ausmaß der 5-12 Hz Aktivität mit der Stärke dystoner Muskelaktiviät und die pallidale Aktivität treibt in Konnektivitätsanalysen das EMG dystoner Muskeln. Letztlich ist der Wirkmechanismus der THS bei Dystonie noch nicht verstanden und wird durch das verspätete Auftreten der THS-Effekte in bisherigen Untersuchungsansätzen erschwert. In der geplanten Studie soll mittels eines exklusiv zur Verfügung stehenden Stimulators mit Möglichkeit der fortlaufenden Signalaufnahme der chronische Effekt der THS auf Netzwerkaktivität bei Patienten mit Dystonie untersucht werden. In dem geplanten Projekt sollen i) die niederfrequente LFP-Aktivität als Signatur zur Bestimmung der effektivsten THSParametereinstellungen getestet werden, ii) akute und langfristige THS-Effekte auf pallidale LFPSignale und subkortiko-kortikale Konnektivitätsmuster untersucht, iii) deren Robustheit während Aktivitäten des täglichen Lebens, einschließlich des Schlafs, dargestellt und iv) der Effekt unterschiedlicher THS-Frequenzen auf die LFP-Signale und das klinische Wirkspektrum untersucht werden, um davon den potentiellen Nutzen von LFP-Signalen für einen neuen Therapieansatz mit geschlossener Stimulationsschleife (closed-loop THS) zu erarbeiten.

• DFG-Verfahren: Klinische Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: KFO 247: Tiefe Hirnstimulation: Wirkmechanismus, Kortex-Basalganglien - Physiologie und Therapieoptimierung
• Beteiligte Person: Dr. Gerd Helge Schneider