Untersuchung von Veränderungen in Neuronalen Schaltkreisen bei Patienten mit Schizophrenie mit Hilfe von Optisch Gepumpten Magnetometern (OPM): Eine Kombinierte OPM-MEG/EEG und Netzwerk-Modellierungsstudie

• Antragsteller: Dr. Tilmann Sander-Thömmes; Professor Dr. Peter J. Uhlhaas
• Fachliche Zuordnung: Biologische Psychiatrie ; Kognitive und systemische Humanneurowissenschaften
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 460785001

In dem vorliegenden Projekt werden neuartige Sensoren für die Messung der Hirnaktivität, sogenannte Optisch Gepumpte Magnetometer (OPMs), bei Patienten mit Schizophrenie erstmalig untersucht. Die Schizophrenie ist eine psychische Erkrankung bei der Veränderungen in der Wahrnehmung und Selbsterleben zu beträchtlichen Einschränkungen führen können. Trotz intensiver Bemühungen in den letzten Jahrzehnten sind die Ursachen, die zu dem Ausbruch der Erkrankung und Symptomen führen, noch immer unzureichend erforscht. OPMs erlauben, ähnlich wie Messungen mit einem Elektroenzephalographen (EEG), die Untersuchung der elektrischen Aktivität des Gehirns, welche bei Patienten mit Schizophrenie auffällig verändert ist. Insbesondere zeigen Patienten mit Schizophrenie Defizite in Gehirnwellen und Gehirnpotentialen bei der Verarbeitung von auditorischen und visuellen Reizen. In Rahmen des Projekts sollen daher insbesondere die zugrundeliegenden Mechanismen der visuellen und auditorischen Wahrnehmung mit Hilfe einer innovativen Methodenkombination untersucht werden. In dem ersten Teil des Projekts werden zunächst parallele Messungen mit OPMs und EEG bei 30 gesunden Kontrollen durchgeführt, während visuelle und auditorische Stimuli präsentiert werden. Des Weiteren führen wir Messungen mit einem herkömmlichen Magnetoenzephalographen (MEG) durch, um die Ergebnisse mit OPMs zu vergleichen. Die elektrophysiologischen Daten werden für niedrige als auch hochfrequente Gehirnwellen und Ereigniskorrelierte Potentiale (EKPs) auf der Gehirnoberfläche und im Quellraum untersucht. Im zweiten Teil des Projekts werden 30 Patienten mit Schizophrenie, die mit antipsychotischen Medikamenten behandelt werden, rekrutiert und es werden OPM/EEG-Messungen durchgeführt. Die Ergebnisse werden mit den Daten der gesunden Kontrollprobanden hinsichtlich Veränderungen in Gehirnwellen und EKPs verglichen. Wir gehen davon aus, dass OPMs im Vergleich zum EEG besonderes auffällige Veränderungen bei Patienten mit Schizophrenie in auditorischen und visuellen Arealen nachweisen, welche des Weiteren mit klinischen Symptomen und kognitiven Beeinträchtigungen korrelieren. Im letzten Teil des Projekts werden wir mit Hilfe eines Komputermodells versuchen, die Ursachen der veränderten Gehirnaktivität bei Patienten mit Schizophrenie besser zu verstehen. Insbesondere werden wir die Rolle von zwei Neurotransmittern, dem hemmenden Neurotransmitter GABA und dem erregenden Botenstoff Glutamat, genauer untersuchen, da diese Neurotransmitter möglicherweise eine wichtige Funktion für die Entstehung von klinischen Symptomen und kognitive Dysfunktionen bei Patienten mit Schizophrenie besitzen. Dadurch erhoffen wir uns ein besseres Verständnis der Ursachen der Erkrankung, welche möglicherweise für die Entwicklung von neuen Behandlungsoptionen von Bedeutung sein könnten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Großbritannien
• Kooperationspartner: Dr. Rick Adams