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Klinische Forschergruppe 219 (DFG)

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Basalganglien-Kortex-Schleifen:
Mechanismen pathologischer Interaktionen und ihre therapeutische Modulation


Sprecher: Univ.-Prof. Dr. Gereon Fink
Direktor der Klinik und Poliklinik für Neurologie, Uniklinik Köln
Direktor des Instituts für Neurowissenschaften und Medizin (INM3), Forschungszentrum Jülich
E-Mail: gereon.fink@uk-koeln.de

Leiter: Univ.-Prof. Dr. Lars Timmermann
Oberarzt der Klinik und Poliklinik für Neurologie, Uniklinik Köln
E-Mail: lars.timmermann@uk-koeln.de

Die engen Verbindungen zwischen Basalganglien, Thalamus und Kortex werden als Basalganglien-Kortex Schleifen bezeichnet und sind Schlüsselstrukturen für Kommunikation im menschlichen Gehirn. Diese Basalganglien-Kortex Schleifen sind neben ihrer Bedeutung für die Ausführung und Kontrolle von Bewegungen in kognitive Fragen, okulomotorische Aufgaben, aber auch emotionale Verarbeitungsprozesse involviert. Diese unterschiedlichen Funktionen werden in den Basalganglien-Kortex Schleifen durch teilweise segregierte Strukturen realisiert; eine enge Interaktion ist jedoch für die meisten täglichen Aufgaben zu postulieren.

Für unser Verständnis von Basalganglien-Erkrankungen wie Bewegungsstörungen oder Zwangserkrankungen spielen die motorischen Basalganglien-Kortex Schleifen eine entscheidende Rolle. So scheint ein relevanter pathophysiologischer Mechanismus beim Morbus Parkinson in einer pathologischen oszillatorischen Kopplung zwischen unterschiedlichen Hirnarealen zu liegen. Aus einer pathologischen oszillatorischen Aktivität in unterschiedlichen Frequenzbändern scheinen sowohl motorische Symptome (wie der Tremor oder die Bradykinese) zu erwachsen, aber auch höhere kognitive Funktionen und emotional-affektive Prozesse werden in den Basalganglien gesteuert und sind pathologisch verändert bei Patienten mit Morbus Parkinson.

Aufgrund der pathologischen oszillatorischen Aktivität in den Basalganglien ist die therapeutische Option der Modulation pathologischer oszillatorischer Aktivität durch die Tiefe Hirnstimulation entstanden. Diese Methode erlaubt eine gezielte Modulation pathologischer oszillatorischer Aktivität bei Patienten mit Morbus Parkinson, Tremor, Dystonie und damit eine gezielte Intervention in die Basalganglien-Kortex-Schleifen. Ziel der Klinischen Forschergruppe 219 ist die Charakterisierung pathologischer Basalganglien-Kortex-Schleifen bei unterschiedlichen neurologischen und psychiatrischen Erkrankungen und die Modulation pathologischer Interaktionen in diesen Schleifen durch die Tiefe Hirnstimulation oder medikamentöse Intervention.

Teilprojekte:

TP1: Charakterisierung oszillatorischer Aktivität im Nucleus Subthalamicus bei Patienten mit Morbus Parkinson durch intraoperative Ableitungen von lokalen Feldpotentialen
Projektleiter: Prof. Dr. Lars Timmermann, Klinik für Neurologie und Priv.-Doz. Dr. Mohammad Maarouf, Klinik für Stereotaxie und funktionelle Neurochirurgie

TP2: Bedarfsgesteuerte desynchronisierende Tiefe Hirnstimulation
Projektleiter: Prof. Dr. Dr. Peter A. Tass, Forschungszentrum Jülich und Klinik für Stereotaxie und funktionelle Neurochirurgie

TP4: Neurophysiologie der Detektion von Ereignisgrenzen – Bildgebung, Stimulation und Neuropharmakologie in Parkinson-Patienten
Projektleiter: Priv-Doz. Dr. Ricarda A. Schubotz, Max-Planck-Institut für Neurologische Forschung Köln und Prof. Dr. Gereon R. Fink, Klinik für Neurologie, Forschungszentrum Jülich

TP5: Fehlerdetektion beim Morbus Parkinson: Modulation durch Tiefe Hirnstimulation im Nucleus Subthalamicus und dopaminerge Medikation
Projektleiter: Priv.-Doz. Dr. Markus Ullsperger und Prof. Dr. D. Yves von Cramon, Max-Planck-Institut für Neurologische Forschung Köln

TP6: Satellitensysteme der Basalganglien: Traktographiebasierte Faseranatomie
Projektleiter: Dr. Marc Tittgemeyer und Prof. Dr. D. Yves von Cramon, Max-Planck-Institut für Neurologische Forschung, Köln

TP7: Neurokognitive Spezifizierung von Dysfunktionen innerhalb der Basalganglien-Kortex-Schleifen und deren therapeutische Modulierbarkeit durch Tiefe Hirnstimulation bei Zwangsstörung und Tourette-Syndrom
Projektleiter: Priv.-Doz. Dr. J. Daumann, Dr. J. Kuhn, Klinik und Poliklinik für Psychiatrie und Psychotherapie

An der klinischen Forschergruppe 219 sind folgende Institutionen beteiligt:

Die Arbeitsgruppe Bewegungsstörungen und Tiefe Hirnstimulation
der Klinik für Neurologie, Uniklinik Köln

Die Arbeitsgruppe Tiefe Hirnstimulation der Klinik für Psychiatrie
und Psychotherapie, Uniklinik Köln

Die Klinik für Stereotaxie und Funktionelle Neurochirurgie,
Uniklinik Köln

Die Arbeitsgruppen Kognitive Neurologie und Neuromodulation,
Forschungszentrums Jülich

Die Max-Planck-Gruppe Kognitive Neurologie, die Minerva-Gruppe Kognition der Motorik und die Forschungsgruppe Kortikale Netzwerke des Max-Planck-Instituts für Neurologische Forschung, Köln