Neuronale Implantattechnologie zur epikortikalen, multimodalen Modulation des Suchtverhaltens bei Abhängigkeit

• Antragstellerin: Privatdozentin Nadine Bernhardt, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Biomedizinische Systemtechnik ; Experimentelle Modelle zum Verständnis von Erkrankungen des Nervensystems ; Mikrosysteme
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 518530049

Wenn Menschen eine Substanzabhängigkeit entwickeln, ist dies mit einem unwiderstehlichen Verlangen nach dem Suchtstoff und zunehmend außer Kontrolle geratenen Konsum verbunden. Derartige kognitive Veränderungen und Störungen der Verhaltenskontrolle lassen sich auf Defizite in bestimmten Hirnfunktionen, z.B. in neurophysiologischen Prozessen und im Neurotransmittermetabolismus, zurückführen. Suchterkrankungen entstehen aus einem komplexen Zusammenspiel genetischer, sozialer und Umwelt-assoziierter Faktoren. Dies macht eine langfristig erfolgreiche Therapie schwierig, so dass die meisten Betroffenen rückfällig werden. Die Entwicklung neuer Behandlungsstrategien ist daher dringend notwendig. Multifunktionale Neuroprothesen, die in der Lage sind, gestörte Hirnfunktionen messtechnisch zu erfassen und gezielt zu modulieren, haben ein vielversprechendes Potenzial. Weiche und biotolerable Materialien erlauben zudem eine risikoarme, dauerhafte Anwendung. Ziel des vorgeschlagenen Projektes ist es daher, ein biomedizinisches Implantat zu entwickeln, mit dem krankheitsassoziierte neuronale Aktivitätsmuster erfasst und durch elektrische Pulse und lokal verabreichte Medikamente normalisiert werden können, um Rückfallverhalten vorzubeugen. Wir nutzen diese Neuroprothese im Modell der Alkoholabhängigkeit der Ratte, in welchem wir in einem minimal invasiven Eingriff das Implantat direkt auf der Hirnoberfläche platzieren. Die gemessenen Daten werden mittels eigens entwickelter intelligenter Algorithmen ausgewertet, um krankheitsbedingte Veränderungen im Hirn künftig automatisiert erkennen und Hirnstimulationen gezielt nach Bedarf an- und abzuschalten zu können. Langfristig ermöglicht dies eine individuell zugeschnittene und optimierte Therapie.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Großbritannien
• Mitverantwortlich: Professor Dr. Rainer Spanagel
• Kooperationspartnerinnen / Kooperationspartner: Mahnaz Arvaneh, Ph.D.; Professor Dr. Ivan Minev, Ph.D.