Assoziation von funktionellen Veränderungen des Gehirns bei Entwicklungsstörungen mit den zugrunde liegenden Neurotransmittersystemen

• Antragsteller: Professor Dr. Jürgen Dukart; Professor Dr. Georg von Polier
• Fachliche Zuordnung: Entwicklungsneurobiologie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 549186835

Die Reifung verschiedener Neurotransmittersysteme ist eine wichtige Komponente der normalen Gehirnentwicklung im Kindes- und Jugendalter. Entsprechend sind Veränderungen von Neurotransmittersystemen wahrscheinlich an den meisten Neuroentwicklungsstörungen beteiligt. Aufgrund methodologischer und ethischer Probleme (z.B. Anwendung von radioaktiven Isotopen) ist es jedoch mit etablierten Methoden kaum möglich die normale und die pathologische Entwicklung von Neurotransmittersystemen in diesem kritischen Entwicklungsstadium detailliert zu untersuchen. Vor kurzem haben wir einen neuen räumlichen Korrelationsansatz etabliert, um mit Hilfe von MRT-basierten Messungen der Gehirnfunktion den möglichen Beitrag verschiedener Neurotransmitter zur funktioneller Gehirnaktivität zu untersuchen. Dabei erfassen wir die Neurotransmitterentwicklung mit Hilfe der Kolokalisationstärke der funktionellen MRT Signale mit der Neurotransmitterausprägung im Erwachsenenalter. Basierend auf diesem Ansatz werden wir in dem Projekt MRT Daten von mehreren großen Entwicklungskohorten verwenden, um Entwicklungstrajektorien normaler funktioneller Gehirnentwicklung zu bestimmen. Wir verwenden dabei einen normativen Modellierungsansatz um mit Hilfe des Kolokalisationsansatzes die Neurotransmitterentwicklung für alle Hauptneurotransmittersysteme über das Kindes- und Jugendalter bis ins frühe Erwachsenenalter zu modellieren. Basierend auf den Ergebnissen dieser Modellierung werden wir anschließend ebenfalls mit Hilfe großer verfügbarer MRT Datenbanken untersuchen, wie zwei der häufigsten Neuroentwicklungsstörungen – Autismus und Aufmerksamkeits und Hyperaktivitätsstörungen – in Bezug auf die Reifung einzelner Neurotransmittersysteme von den gesunden Entwicklungstrajektorien abweichen und wie sensitiv und spezifisch diese Abweichung für die jeweiligen Störungen sind. Anschließend werden wir mit Hilfe des Kolokalisationsansatzes am Beispiel von Aufmerksamkeits- und Hyperaktivitätsstörungen untersuchen wie etablierte pharmakologische Therapien mit den betroffenen Neurotransmittersystemen interagieren, um einen individuellen therapeutischen Effekt zu erzielen. Die Ergebnisse dieses Projektes haben das Potenzial die Untersuchung von Entwicklunsstörungen in Bezug auf deren neurobiologischen Korrelate substantiell zu verbessern. Dadurch wird es möglich ein deutlich besseres Krankheitsverständnis der jeweiligen Störungen zu gewinnen und entsprechend mögliche neue Therapieansätze zu identifizieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortliche: Professor Dr. Simon Eickhoff; Dr. Leon Lotter