Forschung

Unser NICUM-Zentrum konzentriert sich auf sieben verschiedene Arbeitsbereiche.

 

A1. Schizophrenie-Forschung (AG, Maurus, Yakimov, Roell, Moussiopoulou, Raabe, Keeser, Falkai; collaboration: Wagner, Hasan).

Die bedeutenden genetischen Grundlagen verschiedener psychischer Erkrankungen haben das Interesse an der Identifizierung der neuronalen und genetischen Faktoren geweckt, die bei Schizophrenie eine Rolle spielen. Das Forschungsteam setzt eine Vielzahl von Methoden ein, darunter fortschrittliche multimodale Neuroimaging-Techniken, umfassende genetische Assoziationen und spezielle kontrastbasierte strukturelle Bildgebung der Blut-Hirn-Schranken-Dysfunktion. Sie bewerten auch kognitive und verhaltensbezogene Faktoren. Das Team erforscht sowohl pharmakologische als auch nicht-pharmakologische Interventionen, darunter Sport, pharmakologische und hirnstimulierende Interventionen.

Repräsentative Veröffentlichung: Roell L, Keeser D, Papazov B, Lembeck M, Papazova I, Greska D, Muenz S, Schneider-Axmann T, Sykorova EB, Thieme CE, Vogel BO, Mohnke S, Huppertz C, Roeh A, Keller-Varady K, Malchow B, Stoecklein S, Ertl-Wagner B, Henkel K, Wolfarth B, Tantchik W, Walter H, Hirjak D, Schmitt A, Hasan A, Meyer-Lindenberg A, Falkai P, Maurus I. Effects of Exercise on Structural and Functional Brain Patterns in Schizophrenia-Data From a Multicenter Randomized-Controlled Study. Schizophr Bull. 2023 Aug 19:sbad113.

A2.Nichtinvasive Hirnstimulation (AG, Keeser, Bulubas, Chang, Mizutani-Tiebel, Vural, Taylor, Padberg, Soutschek, Taylor; collaboration: HäEckert, Muck, Suschek).

Die Forschungsgruppe konzentriert sich auf die bahnbrechende Schnittstelle zwischen multimodalem Neuroimaging und gleichzeitigen Hirnstimulationsmethoden wie der transkraniellen Magnetstimulation (TMS) und der transkraniellen Gleichstromstimulation (tDCS). Ihr Ziel ist es, die Komplexität dieser Stimulationsmethoden bei der Behandlung psychiatrischer Störungen zu entschlüsseln. Das Team verfolgt einen multidisziplinären Ansatz, um die komplizierten neuronalen Mechanismen, die psychiatrischen Störungen zugrunde liegen, und das therapeutische Potenzial der Neuromodulation zu erforschen. Mit Hilfe modernster TMS- und tDCS-Technologien untersucht das Team, wie sich gezielte Neuromodulationen auf die mit psychiatrischen Symptomen assoziierten Hirnkreisläufe auswirken können, und nutzt diese nicht-invasiven Techniken sowohl für diagnostische als auch für therapeutische Zwecke bei Erkrankungen wie Depression und Schizophrenie. In Anbetracht der Heterogenität psychiatrischer Erkrankungen konzentriert sich das Team auch auf die Entwicklung personalisierter Behandlungsstrategien.

Repräsentative Veröffentlichung: Mizutani-Tiebel Y, Tik M, Chang KY, Padberg F, Soldini A, Wilkinson Z, Voon CC, Bulubas L, Windischberger C, Keeser D (2022). Concurrent TMS-fMRI: Technical Challenges, Developments, and Overview of Previous Studies. Frontiers in Psychiatry. 13:825205.

A3. Visuelle Aufmerksamkeit (AG Shi, Chen, Zinchenko, Geyer, Soutschek, Taylor, Schütz-Bosbach, Kaiser)

Dieses Forschungsteam untersucht die verhaltensbezogenen und neuronalen Grundlagen der selektiven Aufmerksamkeit anhand von visuellen Suchaufgaben, wobei es sich insbesondere darauf konzentriert, wie sich die Aufmerksamkeit während des statistischen Lernens entwickelt. Sie verwenden auch Go/ChangeGo-Aufgaben, um zu erforschen, wie die Aufmerksamkeit mit widersprüchlichen Informationen umgeht, sowie Aufgaben zum Arbeitsgedächtnis (N-Back), um die geteilte Aufmerksamkeit zu bewerten und insbesondere die Fähigkeit der Teilnehmer zu untersuchen, Zeit und geistige Anstrengung auf anspruchsvolle Aufgaben zu verwenden. Darüber hinaus setzt die Gruppe nicht-invasive Hirnstimulationen ein, um die Ursache-Wirkungs-Mechanismen dieser Prozesse zu untersuchen. Durch die Kombination von fMRI- und EEG-Techniken und die Integration von ERP-Daten aus einzelnen Trials zur Verbesserung der Lokalisierungsgenauigkeit im allgemeinen linearen Modell der fMRI wird die Präzision der Forschung weiter erhöht.

Repräsentative Veröffentlichung: Seitz, W., Zinchenko, A., Müller, H. J., & Geyer, T. (2023). Contextual cueing of visual search reflects the acquisition of an optimal, one-for-all oculomotor scanning strategy. Nature Communications Psychology, 1(1), 20.

A4. Die pädiatrische Neurobildgebung (AG Körte) untersucht die Auswirkungen traumatischer Hirnverletzungen auf die Struktur und Funktion des Gehirns sowie die Entwicklung diagnostischer Marker, die sowohl für therapeutische als auch für präventive Maßnahmen genutzt werden können. Die Forschung dieser Gruppe konzentriert sich auf die am stärksten gefährdeten Patientenkohorten mit traumatischen Hirnverletzungen (TBI) - Kinder, Jugendliche und Frauen..

Representative publication. Bonke, E. M., Bonfert, M. V., Hillmann, S. M., Seitz-Holland, J., Gaubert, M., Wiegand, T. L., ... & Koerte, I. K. (2023). Neurological soft signs in adolescents are associated with brain structure. Cerebral Cortex, 33(9), 5547-5556.

A5.Neuroimaging bei Demenz (AG Rauchmann, Kurz, Hufnagel, Perneczky).

Das Forschungsteam für bildgebende Verfahren bei Demenz konzentriert sich zusammen mit seinen Mitarbeitern auf die Alzheimer-Krankheit, und zwar in erster Linie durch Studien zur Bildgebung. Ihr Schwerpunkt liegt auf der Untersuchung von Funktionsstörungen der Blut-Hirn-Schranke und der Neuroinflammation sowie deren Zusammenhang mit flüssigen und kognitiven Biomarkern. Durch den Einsatz hochentwickelter multimodaler Neuroimaging-Methoden will das Team die Diagnose und Behandlung der Alzheimer-Krankheit verbessern und einen tieferen Einblick in ihre neurobiologischen Grundlagen gewinnen.

Repräsentative Veröffentlichung: Rauchmann BS, Brendel M, Franzmeier N, Trappmann L, Zaganjori M, Ersoezlue E, Morenas-Rodriguez E, Guersel S, Burow L, Kurz C, Haeckert J, Tatò M, Utecht J, Papazov B, Pogarell O, Janowitz D, Buerger K, Ewers M, Palleis C, Weidinger E,
Biechele G, Schuster S, Finze A, Eckenweber F, Rupprecht R, Rominger A, Goldhardt O, Grimmer T, Keeser D, Stoecklein S, Dietrich O, Bartenstein P, Levin J, Höglinger G, Perneczky R (2022). Microglial Activation and Connectivity in Alzheimer Disease and Aging. Ann Neurol. 768-781. doi: 10.1002/ana.26465

 A6. Die Arbeitsgruppe Computational Psychiatry (AG Ruef, Bieler, Eberle, Koutsouleris) konzentriert sich auf die Früherkennung und Vorhersage von Psychosen bei Menschen mit hohem Risiko sowie auf differenzialdiagnostische Untergruppen mit affektiven und psychotischen Störungen. Diese Gruppe verwendet Ansätze des maschinellen Lernens, um formale Modelle zu entwickeln, die Neuroimaging-Daten wie fMRI und strukturelle MRT sowie genetische, verhaltensbezogene und klinische Messungen verwenden können, um Biomarker und Krankheitsmuster zu identifizieren, um den Ausbruch von Psychosen vorherzusagen, psychosoziale Funktionsverläufe abzuschätzen und behandlungsbezogene Ergebnisse vorherzusagen.

Repräsentative Veröffentlichung: Dwyer DB, Buciuman MO, Ruef A, Kambeitz J, Sen Dong M, Stinson C, Kambeitz-Ilankovic L, Degenhardt F, Sanfelici R, Antonucci LA, Lalousis PA, Wenzel J, Urquijo-Castro MF, Popovic D, Oeztuerk OF, Haas SS, Weiske J, Hauke D, Neufang S, Schmidt-Kraepelin C, Ruhrmann S, Penzel N, Lichtenstein T, Rosen M, Chisholm K, Riecher-Rössler A, Egloff L, Schmidt A, Andreou C, Hietala J, Schirmer T, Romer G, Michel C, Rössler W, Maj C, Borisov O, Krawitz PM, Falkai P, Pantelis C, Lencer R, Bertolino A, Borgwardt S, Noethen M, Brambilla P, Schultze-Lutter F, Meisenzahl E, Wood SJ, Davatzikos C, Upthegrove R, Salokangas RKR, Koutsouleris N (2022); PRONIA Consortium. Clinical, Brain, and Multilevel Clustering in Early Psychosis and Affective Stages. JAMA Psychiatry. 677-689. 

A7. Soziale und emotionale Verarbeitung (AG Merz, Bertsch, Keeser, Padberg, Musil, Nelson, Plank, Falter-Wagner). Ziel dieser AG ist die Messung sozialer und emotionaler Dysfunktion, z.B. bei Autismus-Spektrum-Störungen oder reaktiver Aggression bei Patienten mit Borderline-Persönlichkeitsstörung (BPD), sowie die Entwicklung von (BPD-)psychotherapeutischen Ansätzen, die auf Echtzeit-fMRI-Neurofeedback-Training basieren und direkt auf die zugrunde liegenden neurobiologischen Mechanismen abzielen.

Repräsentative Veröffentlichung: Levine, S. M., Merz, K., Keeser, D., Kunz, J. I., Barton, B. B., Reinhard, M. A., ... & Musil, R. (2023). Altered amygdalar emotion space in borderline personality disorder normalizes following dialectical behavioral therapy. Journal of Psychiatry and Neuroscience. 48(6):E431-E438.

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