Ultra-Hochfeld-Hirnbildgebung zur multimodalen Untersuchung neuroplastischer Effekte der Elektrokonvulsionstherapie

• Antragsteller: Professor Dr. Dimo Ivanov; Professor Dr. Nils Opel; Professor Dr. Jonathan Repple; Professor Dr. Martin Walter
• Fachliche Zuordnung: Biologische Psychiatrie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 571864092

Die Elektrokonvulsionstherapie (EKT) ist eine der effektivsten Behandlungen für therapieresistente Depressionen, doch die zugrundeliegenden Wirkmechanismen sind weitgehend unerforscht. Das Verständnis dieser Mechanismen ist entscheidend für die Optimierung von EKT-Protokollen und die Verbesserung der Behandlungsergebnisse. Diese Studie zielt darauf ab, die neuroplastischen Effekte der EKT bei Patienten mit Major Depression (MDD) zu untersuchen. Durch die Nutzung multimodaler Ultra-Hochfeld-MRT-Bildgebung werden wir die Beziehung zwischen kurzfristigen Veränderungen der Neurotransmitterspiegel in verschiedenen Gehirnregionen, insbesondere den Unterregionen des anterioren cingulären Cortex (ACC), und den verzögerten strukturellen und funktionellen Hirnnetzwerkeffekten nach der EKT-Behandlung untersuchen. Wir werden uns auf zwei Hauptziele konzentrieren: Erstens werden wir die Beziehung zwischen Veränderungen der Neurotransmitterspiegel und den daraus folgenden Veränderungen der Hirnnetzwerkfunktion und -struktur untersuchen. Zweitens werden wir die zeitliche und regionale Spezifität der EKT-Effekte auf neuronale Netzwerke, die mit dysfunktionalem emotionalem und kognitivem Prozessieren bei MDD verbunden sind, bestimmen. Zu diesem Zweck werden wir eine bizentrische, prospektive, naturalistische Beobachtungsstudie an der Universität Jena und der Universität Frankfurt durchführen. Die Studie wird 60 Patienten (jeweils 30 pro Standort) mit schwerer Depression einschließen, die eine EKT-Behandlung im Rahmen ihrer klinischen Routine erhalten. Die Teilnehmer werden zu drei Zeitpunkten bewertet: vor der Behandlung (t0), nach der ersten EKT-Behandlung (t1) und nach Abschluss der EKT-Serie (t2). Zu jedem Zeitpunkt wird eine MRT-Untersuchung und eine umfassende Phänotypisierung durchgeführt. Wir hypothetisieren, dass (1) EKT einen kurzfristigen Anstieg der exzitatorischen Neurotransmitter (Glutamat) in den subgenualen und prägenualen ACC verursacht, der nach der ersten EKT-Sitzung nachweisbar ist; (2) dieser Anstieg der Glutamatspiegel mit einer verbesserten funktionellen Kopplung zwischen den ACC-Unterregionen und einem depressionsspezifischen Hirnnetzwerk verbunden ist; (3) ein kurzfristiger Glutamatanstieg mit einem verzögertem Anstieg der grauen Hirnsubstanz und der strukturellen Konnektivität in diesen Regionen verknüpft ist und (4) Veränderungen der Neurotransmitterspiegel die klinischen Ergebnisse nach EKT vorhersagen. Zusätzlich werden wir untersuchen, ob Unterschiede in der Integration der ACC-Knoten innerhalb des Depressionsnetzwerks den Behandlungserfolg vorhersagen können. Diese Studie wird entscheidende Einblicke in die neurobiologischen Mechanismen der therapeutischen Effekte der EKT bei MDD liefern. Durch die Nutzung der 7T MRT-Technologie werden wir das Verständnis der neuroplastischen Effekte der EKT vertiefen und somit personalisierte therapeutische Strategien in der Behandlung der therapieresistenten Depression weiterentwickeln.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen