Vestibuläre Hirnstamm- und Kleinhirnsyndrome: Sensomotorische Dysfunktion des vestibulo-okulären Reflexes

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Stefan Glasauer
• Fachliche Zuordnung: Klinische Neurologie; Neurochirurgie und Neuroradiologie
• Förderung: Förderung von 2003 bis 2009
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5411334

• Erstellungsjahr: 2011

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Störungen der Augenbewegungen, wie etwa der pathologische Nystagmus, eine langsame Driftbewegung der Augen unterbrochen durch schnelle Rückstellbewegungen auf ein Blickziel, ziehen deutliche Einschränkungen der Lebensqualität nach sich, da je nach Stärke der Drift ein scharfes Sehen nicht mehr möglich ist. Auslöser für pathologischen Nystagmus ist beispielsweise eine einseitige Schädigung des Gleichgewichtsorgans, aber auch Störungen zentralnervöser Bahnen des Augenbewegungssystems im Kleinhirn oder im Hirnstamm. In unserem Projekt haben wir unter anderem eine erworbene Augenbewegungsstörung, den sog. Downbeatnystagmus untersucht, bei dem die Augen kontinuierlich nach oben driften. Während bisher zwar bekannt war, dass Schädigungen des Kleinhirns eine häufige Ursache für Downbeatnystagmus sind, gab es mehrere sich widersprechende Hypothesen über den Pathomechanismus dieser Erkrankung. Wir konnten nun mittels einer Kombination aus experimentellen Studien und mathematischer computergestützter Modellbildung und Simulation als wichtigstes Ergebnis unseres Projekts die Hypothese aufstellen, dass alle Symptome dieser Erkrankung durch eine einzige Schädigung entstehen, die im Kleinhirnflokkulus lokalisiert ist. Diese Hypothese, die impliziert, dass es sich beim Downbeat nicht wie bisher angenommen um eine Schädigung der Bahnen des Gleichgewichtssystems handelt, haben wir durch verschiedene experimentelle Ansätze von Augenbewegungsmessungen bei Patienten bis zur Messung von Gehirnaktivität mittels funktioneller Magnetresonanztomographie erhärtet und durch computergestützte Simulation eines mathematischen Modells der Kontrolle vertikaler Augenbewegungen bestätigt. Des Weiteren wurde eine neue medikamentöse Therapie von Downbeat-Nystagmus durch Kaliumkanalblocker experimentell untersucht und mittels mathematischer Modellbildung ihr Wirkmechanismus nachgebildet. Im Rahmen des Projekts wurde außerdem ein auf Videoaufnahmen basierendes Augenmesssystem entwickelt, mit dem sich die Winkelstellung des Auges mit großer zeitlicher und örtlicher Genauigkeit in Echtzeit bestimmen lässt. Dieses System wurde eingesetzt, um eine neue Methode zur Diagnose peripherer und zentraler Schädigungen des Gleichgewichtssystems zu entwickeln (Lidschlag-induzierte Augenbewegung). Unsere damit im Rahmen des Projekts erzielten Ergebnisse zum Zusammenhang zwischen Augenbewegungen und Haltungskontrolle zählen mittlerweile zu den klassischen Arbeiten auf diesem Gebiet.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• A clinical test of otolith function: static ocular counterroll with passive head tilt. Neuroreport, Vol. 17. 2006, Issue 6, pp 611-615.
  Zingler VC, Kryvoshey D, Schneider E, Glasauer S, Brandt T, Strupp M.
  
• A third eye for the surgeon. Journal of Neurology, Neurosurgery, and Psychiatry, Vol. 77. 2006, pp. 278.
  Brandt T, Glasauer S, Schneider E.
  
• Brainstem and cerebellar fMRI-activation during horizontal and vertical optokinetic stimulation. Experimental Brain Research, Vol. 174. 2006, Issue 2, pp 312-323.
  Bense, S., Janusch, B., Vucurevic, G., Bauermann, T., Schlindwein, P., Brandt, Th., Stoeter, P., Dieterich, M.
  
• Pharmacological advances in the treatment of neuro-otological and eye movement disorders. Current Opinion in Neurology, Vol. 19, 2006, Issue 1, pp. 33–40.
  Strupp, M., Brandt, Th.
  
• Causative factors and epidemiology of bilateral vestibulopathy in 255 patients. Annals of Neurology, Vol. 61. 2007, Issue 6, pp. 524–532.
  Zingler, V.C., Cnyrim, C., Jahn, K., Weintz, E., Fernbacher, J., Frenzel, C., Brandt, Th., Strupp, M.
  
• Central compensation of deviated subjective visual vertical in Wallenberg’s syndrome. Journal of Neurology, Neurosurgery, and Psychiatry, Vol. 78. 2007, pp. 527-528.
  Cnyrim, C.D., Rettinger, N., Mansmann, U., Brandt, Th., Strupp, M.
  
• Current Models of the Ocular Motor System. In: Neuro-Opthalmology (Straube A, Büttner U, eds), Basel, Karger, Developments in Ophthalmology, Vol. 40. 2007, pp 158-174.
  Glasauer S.
  
• The effect of nicotine on perceptual, ocular motor, postural, and vegetative functions at rest and in motion. Journal of Neurology, Vol. 254. 2007, Issue 12, pp 1689-1697.
  Zingler VC, Denecke K, Jahn K, von Meyer L, Krafczyk S, Krams M, Elfont R, Brandt T, Strupp M, Glasauer S.
  
• Bedside differentiation of vestibular neuritis from central "vestibular pseudoneuritis. Journal of Neurology, Neurosurgery, and Psychiatry, Vol. 79. 2008, pp. 458-460.
  Cnyrim, CD., Newman-Toker, D., Karch, C., Brandt, T., Strupp, M.
  
• Follow-up of vestibular function in bilateral vestibulopathy. Journal of Neurology, Neurosurgery, and Psychiatry, Vol. 79. 2008, pp 284-268.
  Zingler, VC., Weintz, E., Jahn, K., Mike, A., Huppert, D., Rettinger, N., Brandt, T., Strupp, M.
  
• Gait deviations induced by visual stimulation in roll. Experimental Brain Research, Vol. 185. 2008, Issue 1, pp 21-26.
  Schneider E., Jahn K., Dieterich M., Brandt T., Strupp M.
  
• Unilateral INO is associated with ocular tilt reaction in pontomesencephalic lesions: INO plus. Neurology, Vol. 71. 2008, pp. 590-593.
  Zwergal, A., Cnyrim, C., Arbusow, V., Glaser, M., Fesl, G., Brandt, T., Strupp, M.
  
• Unilateral vestibular failure suppresses cortical visual motion processing. Brain, Vol. 131. 2008, Issue 4, pp. 1025 - 1034.
  Deutschländer A, Hüfner K, Kalla R, Stephan T, Dera T, Glasauer S, Wiesmann M, Strupp M, Brandt T.
  
• Downbeat and upbeat nystagmus. Nervenheilkunde, Vol. 28. 2009, Heft 1-2, S. 31-35.
  Wagner J, Kalla R, Hüfner K, Glaser M, Glasauer S, Brandt T, Strupp M.
  
• Downbeat Nystagmus Caused by a Paramedian Ponto-medullary Lesion. Journal of Neurology, Vol. 256. 2009, Issue 9, pp 1572-1574.
  Wagner J, Lehnen N, Glasauer S, Rettinger N, Büttner U, Brandt T, Strupp M.
  
• Head impulse testing using video-oculography. Annals of the New York Academy of Sciences, Vol. 1164. 2009, Basic and Clinical Aspects of Vertigo and Dizziness, pp 331–333.
  Bartl K., Lehnen N., Kohlbecher S., Schneider E.
  
• Medical treatment of vestibular disorders. Expert Opinion on Pharmacotherapy, Vol. 10. 2009, pp. 1537-1548.
  Brandt, T., Zwergal, A., Strupp, M.
  
• Prognosis of idiopathic downbeat nystagmus. Annals of the New York Academy of Sciences, Vol. 1164. 2009, Basic and Clinical Aspects of Vertigo and Dizziness, pp 479–481.
  Wagner J., Lehnen N., Glasauer S., Strupp M., Brandt T.
  
• Up-Down Asymmetry of Cerebellar Activation During Vertical Pursuit Eye Movements. The Cerebellum, Vol. 8. 2009, Issue 3, pp 385-388.
  Glasauer S, Stephan T, Kalla R, Marti S, Straumann D.
  
• Vestibular and Ocular Motor Function: Historical Roots, Future Advances and Applications. In: Vertigo and Imbalance: Clinical Neurophysiology of the Vestibular System (Eggers S, Zee DS, eds.). Handbook of Clinical Neurophysiology, Vol. 9. 2010, pp. 537–555.
  Brandt T., Glasauer S., Krafczyk S., Schneider E., Strupp M.