Identifizierung funktioneller Netzwerkknotenpunkte bei Temporallappenepilepsie

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr. Dominik von Elverfeldt, seit 2/2020; Professorin Dr. Carola A. Haas
• Fachliche Zuordnung: Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie ; Kognitive und systemische Humanneurowissenschaften
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 431990881

Die mesiale Temporallappenepilepsie (MTLE) ist die häufigste Form der pharmakoresistenten Epilepsie in Erwachsenen. In der MTLE entstehen die Anfälle üblicherweise in tiefen Regionen des Temporallappens (z.B. im Hippocampus oder in der Amygdala). Die operative Entfernung der epileptischen Hirnregionen stellt häufig die einzige Möglichkeit dar um Anfälle zu unterbinden. Allerdings bleiben nur ca. ein Drittel der operierten Patienten anfallsfrei, was die Notwendigkeit neuer Therapieformen demonstriert. Ein vielversprechender Ansatz ist hierbei die Tiefenhirnstimulation mittels elektrischer Ströme. In der MTLE wird üblicherweise der Hippokampus mit kurzen Implusen von 100-190 Hz stimuliert, was vermutlich das epileptische Netzwerk desynchronisiert und bei ca. 75% der Patienten zu einer Anfallsreduktion von 50-90% führt. Allerdings zeigt diese Stimulation gerade bei MTLE mit hippocampaler Sklerose, die durch neuronalen Zelltod und gliale Vernarbung gekennzeichnet ist, oft nur geringe Wirksamkeit. Dies weist darauf hin, dass andere Hirnareale als der Hippocampus bessere Zielregionen sein könnten.In dem geplanten Projekt streben wir die Identifikation von Hirnarealen an, die entscheidend an der Anfallsausbreitung beteiligt sind, um so zielgerichtete therapeutische Maßnahmen zu begünstigen. Hierfür werden wir funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT) während optogenetisch-induzierter Anfälle und während der Epileptogenese in einem der humanen Pathologie entsprechenden Mausmodell für MTLE mit hippocampaler Sklerose durchführen. Modernste Analysetechniken für fMRT Daten werden uns ermöglichen die Dynamik und kausale Interaktion zwischen hyperaktiven Hirnregionen zu beschreiben, und zentrale Knotenpunkte des Netzwerks während epileptischer Anfälle auf Ebene des gesamten Gehirns zu identifizieren. Außerdem werden wir durch Messung lokaler Feldpotentiale die mittels fMRT beobachteten neuronale Aktivität näher untersuchen. Im Weiteren, werden wir die identifizierten epileptischen Knotenpunkte opto- oder chemogenetisch inhibieren, um deren funktionelle Rolle innerhalb der Anfallsausbreitung mittels fMRT und video-EEG Messungen zu prüfen. Unser Projekt wird den aktuellen Wissensstand über Netzwerkinteraktionen in der MTLE maßgeblich erweitern, und kann daher neue Zielstrukturen für eine effiziente Therapie aufklären.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Ehemaliger Antragsteller: Dr. Pierre LeVan, bis 2/2020