Multikanal-transkranielle Stromstimulation (mc-tCS): ein innovatives Verfahren zur Modulation von langsamen Augenbewegungen bei Gesunden und Patienten mit einer psychotischen Erkrankung

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr. Joachim Gross; Professorin Dr. Rebekka Lencer; Professor Dr. Carsten Hermann Wolters
• Fachliche Zuordnung: Kognitive und systemische Humanneurowissenschaften ; Biologische Psychiatrie ; Medizinische Physik, Biomedizinische Technik
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 448089231

Das Projekt "Multi-channel transcranial direct current stimulation (mc-tDCS): a novel approach to modulate smooth pursuit eye movement control in healthy individuals and patients with psychotic disorders" startete im April 2021. Darin nutzen wir neuronale Netzwerke für die Steuerung langsamer Augenfolgebewegungen (LAF) als Model für die Untersuchung sensomotorischer Integrationsmechanismen während fortgesetzter Bewegungen und deren Modulation durch transkranielle Multikanal- Stromapplikation (mc-tCS). Bei Psychoseerkrankungen gelten LAF-Störungen als neurophysiologischer Biomarker für Störungen der sensomotorischen Integration, die auch mit kognitiven Einschränkungen einhergehen. Wichtige Knotenpunkte im kortikalen LAF-Netzwerk sind das Areal V5 für die Verarbeitung visueller Bewegungsinformationen und die mulimodalen frontalen Augenfelder für die kognitive LAF-Kontrolle. In der ersten Projektphase haben wir erfolgreich innovative Methoden für individuell optimierte mc-tDCS Protokolle auf der Basis kombinierter Elektro-/Magnetenzephalographie (EEG/MEG)-Rekonstruktions- und Optimierungsverfahren mit strukturellen und funktionellen Magnetenzephalographie-Daten (s/fMRT) entwickelt und angewendet. Dabei beobachteten wir bei Gesunden eine deutliche Überlegenheit individuell optimierter anodaler mc-tDCS gegenüber normativer tDCS über dem rechten V5, insbesondere für die LAF-Initiierung nach rechts. Dagegen zeigen explorative Ergebnisse von Patienten für die anodale mc-tDCS über dem rechten V5 eine Modulation der LAF-Aufrechterhaltung und kognitiven LAF-Kontrolle nach links. Darauf aufbauend bestehen die Hauptziele des Folgeprojekts darin, (1) unser Verständnis von LAF-Netzwerken und ihren Veränderungen bei Psychosepatienten durch spezifische multimodale Analysen von strukturellen und funktionellen Verbindungen im Gehirn auf der Basis von EEG/MEG/s/fMRT Daten zu vertiefen. (2) Wir wollen die gezielte individuelle Stimulation im Hinblick auf die Lokalisation der visuellen Areale und die Richtung der darin verlaufenden Neuronenfortsätze weiter durch kombinierte EEG/MEG/s/fMRT optimieren, validieren und evaluieren. (3) Wir wollen den Beitrag der sehr aufwändigen Protokolle für individualisierte mc-tCS visueller Areale gegenüber Standard-bipolaren und Schein-Stimulationsprotokollen im Hinblick auf die Verarbeitung visueller Bewegungsinformationen evaluieren, um diese für die klinische Anwendung nutzbar zu machen. (4) Mithilfe der Anwendung individuell optimierter transkranieller Wechselstromstimulationen (tACS) über V5 möchten wir die Mechanismen der LAF-Aufrechterhaltung und deren kognitive Einflüsse durch höhere kortikale Zentren untersuchen, um so eine Stimulation des gesamten LAF-Netzwerkes zu erreichen. Indem wir einen Läsions-spezifischen Ansatz verfolgen, möchten wir insgesamt die Implementierung von individuell optimierter mc-tCS zur Verbesserung der sensomotorischen Integration und kognitiven Leitungsfähigkeit bei Psychosepatienten fördern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: USA
• Mitverantwortliche: Dr. Till Schneider; Dr. Andreas Sprenger
• Kooperationspartner: Professor Paulo Lizano