Klinische Neurowissenschaften

Die AG Klinische Neurowissenschaften besteht seit 2013 im Experimental and Clinical Research Center der Charité am Campus Berlin-Buch. Wir untersuchen neuro-kognitive Störungen und Krankheiten mit Hilfe der Magnetresonanztomographie (MRT) und der Elektroenzephalographie (EEG). Die Arbeitsgruppe verfolgt einen translationalen Ansatz mit besonderem Schwerpunkt auf der Untersuchung größerer (Patienten-) Populationen und ihrer ausführlichen Charakterisierung mittels klinischer und  neuropsychologischer Parameter sowie mit Hilfe molekularer Marker (inkl. -Omics). Bei der Datenanalyse liegt ein besonderer Schwerpunkt auf der Verwendung intelligenter Algorithmen einschließlich Support Vector Machines und Neuronalen Netzen.
Klinische Studien der Phasen I/IIa sind ein weiterer Schwerpunkt der Gruppe.

Die AG Klinische Neurowissenschaften koordiniert/leitet zurzeit jeweils ein internationales und ein nationales Forschungskonsortium:

Dieses europäische Forschungskonsortium wird im 7. Rahmenprogramm der Europäischen Union gefördert und mit Mitteln des Berlin Institute of Health unterstützt. Nähere Informationen zu diesem Projekt finden Sie unter http://www.biocog.eu und in der Datenbank klinischer Studien ClinicalTrials.gov .

Im Rahmen des multizentrischen Projektes erstellt die AG Neuroimaging zurzeit eine große Datenbank mit MRT-Bilddaten von N = 1200 älteren (≥ 65 Jahre) Patienten. Das Ziel ist die Entwicklung hoch-sensitiver Biomarker aus diesen Daten, welche die Erkennung wichtiger Aspekte der Pathophysiologie sowie insbesondere die Prädiktion von post-operativem Delirium (POD) und post-operativer kognitiver Dysfunktion (POCD) ermöglichen werden

Im BioCog-Projekt arbeiten wir eng mit mehreren Berliner Forschungseinrichtungen zusammen, unter anderem dem Berlin Center of Advanced Neuroimaging (BCAN) und dem Max Delbrück Center für Molekulare Medizin (MDC) sowie darüber hinaus mit den internationalen Partnern Universitair Medisch Centrum Utrecht (Niederlande), Cambridge University Hospitals NHS Foundation Trust (Großbritannien), Consiglio Nazionale delle Ricerche (Italien), Universität Luxemburg, und Alta Srlu (Italien) (vgl. auch www.biocog.eu). Außerdem sind die Firmen Cellogic, Immundiagnostik, Pharmaimage und Atlas Mitglieder im Konsortium.

Hierbei handelt es sich um ein Langzeit Projekt welches im Jahr 2007 begonnen wurde. Bis 2018 wurde das Projekt im Rahmen des DFG Schwerpunktprogramm SPP1226 gefördert: http://www.nicotine-research.com. Eine zusätzliche Förderung für genomweite Untersuchungen der Kohortenstudie (Teilprojekt 6) erfolgte außerdem durch die Europäische Union bzw. die Universität Heidelberg (Zentralinstitut für Seelische Gesundheit). Seit Juli 2019 wird das Projekt (Teilprojekt 6) im Rahmen des neu eingerichteten DFG Sonderforschungsbereich/Transregio (SFB/TRR 265) gefördert: Losing and Regaining Control over Drug Intake: From Trajectories to Mechanisms to Interventions: http://www.trr265.de. Erwartete Dauer der Förderung bis zum Jahr 2031.

Dieses translationale Schwerpunktprogramm besteht aus 24 klinischen und präklinischen (experimentellen) Teilprojekten. Die Teilprojekte befassen sich mit der Identifikation genetischer Risikofaktoren im Tiermodell, dem Aufbau multi-zentrischer Datenbanken zur standardisierten Datenerhebung aus klinischen und allgemeinen Populationen sowie mit der Entwicklung statistischer Methoden zur Bearbeitung komplexer biologischer Daten als auch von Daten zu Krankheitsverläufen (kognitive Störungen). Im Rahmen einer nationalen Multicenter Studie wurde eine bevölkerungsbasierte Kohorte (N = 2400) aus Rauchern und Niemals-Rauchern umfassend klinisch-psychiatrisch, neuropsychologisch, physiologisch, endokrinologisch und molekulargenetisch im Langzeitverlauf untersucht. Weitere Teilprojekte behandeln physiologische Fragestellungen sowie die Untersuchung des Nervensystems mit bildgebenden Verfahren im Tiermodell und im Menschen.

Es werden folgende Bereiche bearbeitet:

• Rolle molekulargenetischer Mechanismen bei kognitiven Störungen inkl. prä-klinischer Manifestationen der Demenz unter Einbeziehung genomweiter Assoziationsanalysen (genomewide association analysis, GWAS)
• Klinische Phänotypisierung neuropsychiatrischer Patienten und gesunder Kontrollprobanden hinsichtlich der Effekte von Nikotin/Rauchen.
• Funktionelle Analyse der Auswirkungen von Nikotin und Nikotin-Entzug auf das Gehirn mit Hilfe bildgebender, elektrophysiologischer und molekularer (v.a. endokrinologischer) Untersuchungen.

Eine Funktionsstörung des präfrontalen Kortex und die damit assoziierte Beeinträchtigung der kognitiven Kontrolle trägt zur Entwicklung, zur Aufrechterhaltung und zum Schweregrad von Suchterkrankungen bei. Erstmalig beschrieben wurde dies von G. Winterer bei Alkoholabhängigkeit in den 90iger Jahren. Schwierigkeiten bei der durch den präfrontalen Kortex vermittelten Kontrolle der Emotionsregulation wurden mit „Negativer Emotionalität“ bei Suchterkrankung in Verbindung gebracht.  In dem aktuellen Projekt erfolgt eine systematische Untersuchung der präfrontalen Kontrolle und Emotionsregulation bei Tabakabhängigkeit.  Zu diesem Zweck erfolgt eine Nachuntersuchung der Populationsbasierten Kohorte „German National Cohort Nicotine (CNS) Studie (N = 2396) aus dem oben beschriebenen DFG Schwerpunktprogramm SPP1226 von G. Winterer. Zunächst werden wir im Rahmen einer Online Befragung den Verlauf der Kohorte nach 10 Jahren untersuchen.  Hypothesen-basiert wird der Frage nachgegangen ob eine präfrontale Dysfunktion und gestörte Emotionsregulation den weiteren Verlauf der Tabakabhängigkeit nach zehn Jahren vorhersagt und ob alternative Belohnungsstrategien einen Einfluss auf den Verlauf besitzen. Darüber hinaus verfolgen wir auch einen Hypothesen-freien Ansatz unter Verwendung multivariater Analyse Strategien inklusive „Machine Learning Algorithms“. Im zweiten (human-experimentellen) Teil des Projekts werden in einer Subgruppe der Kohorte (N = 120) neuronale Schaltkreise untersucht werden die mit der präfrontalen Kontrolle und Emotionsregulation assoziiert sind.  Mittels bildgebender Verfahren wird speziell die Frage untersucht werden ob die präfrontale Funktion während der Emotionsregulation das Ausmaß des „Cravings“ (= Suchtdruck) während der Tabakabstinenz vorhersagt.