Forschungsprojekte - AG Emotional Neuroscience

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Endophänotypisierung alkoholabhängiger Patienten mit fMRT: Genetische Modulation und Behandlungserfolg

Die Alkoholabhängigkeit ist bis zu 50% genetisch bedingt und weist relativ hohe Rückfallquoten auf. Um neue Therapieansätze zu schaffen, ist ein erweitertes Verständnis der genetischen und biologischen Grundlagen eine absolute Voraussetzung. Ziel dieser Studie ist es, zu untersuchen, auf welche Weise genetische Variationen das Risiko einer Alkoholabhängigkeit erhöhen. Daher erforschen wir mithilfe der funktionellen Kernspintomographie spezifische Hirnprozesse, die von der Alkoholabhängigkeit beeinflusst sind, bei 200 Alkoholabhängigen und 240 gesunde Vergleichspersonen.
Bislang konnten Hirnmechanismen identifiziert werden, die ein vermindertes Rückfallrisiko bei Alkoholabhängigen kennzeichnen: geringerer Verlust der Hirnsubstanz, verstärkte Verbindung zwischen dem hirneigenen Belohnungszentrum und der Amygdala beim Anblick von Alkoholbildern, verstärkte Aktivierung emotionsrelevanter Hirnstrukturen beim Betrachten negativer Gesichtsausdrücke, und die kompensatorische Aktivierung von Hirnareale bei schwierigen Aufgaben. Diese Befunde deuten auf Faktoren hin, die Patienten in ihrer Rückfallresistenz stärken, wie a) ein erhöhtes "Warnsignal" beim Betrachten von Alkohol, b) eine verstärkte Emotionskontrolle in sozialen Stresssituationen, und c) eine flexible Hirnaktivierung, um anspruchsvolle Aufgaben zu bewältigen. Bei der 'Reizreaktivität' untersuchten wir Reaktionen Alkoholabhängiger auf Alkoholreize und identifizierten Gehirnareale, die mit der unmittelbaren Aufmerksamkeitszuwendung auf Alkoholika und mit erfolgreichen Therapieprozessen verbunden sind. Weiterhin entwickelten wir ein Paradigma zur Versuchungsresistenz bei Alkoholabhängigen, das die kortikale Kontrolle des Belohnungssystems aktiviert.
In weiteren Analysen planen wir Risiko-Gene und deren Einflüsse auf die genannten Hirnmechanismen zu untersuchen. Zukünftig könnte dieses Wissen zu neuen, effektiveren Therapien führen.

Weiterführende Informationen finden sich auf der Website des Nationalen Genomforschungsnetzes.

Molekulare Ursachen von affektiven Erkrankungen und Schizophrenie

Das Projekt "Molekulare Ursachen von affektiven Erkrankungen und Schizophrenie" (MooDS) ist ein BMBF-gefordertes, multizentrisches Forschungsprojekt und verfolgt das Ziel, genetische Risikovarianten für affektive und schizophrene Störungen hinsichtlich ihrer Auswirkung auf die Struktur und Funktion des Gehirns zu untersuchen. Dazu wurde im Rahmen des Projektes zunächst eine reliable Testbatterie zu unterschiedlichen kognitiven, emotionalen und sozialen Funktionen entwickelt, um damit eine möglichst große Zahl intermediärer Phänotypen, die mit affektiven und schizophrenen Störungen im Zusammenhang stehen, abzubilden. Es wurden sowohl strukturelle als auch funktionelle Messungen mittels funktioneller Magnetresonanztomographie der bedeutendsten Hirnsysteme für exekutive Funktionen, Gedächtnis, Emotionsverarbeitung Belohnungsverarbeitung und soziale Kognitionen, durchgeführt. Ziel ist die Identifikation neuronaler Mechanismen, die mit dem genetischen Risiko für affektive und schizophrene Störungen verbunden sind. Die Untersuchung der Auswirkung von Risikogenen auf die Struktur und Funktion des Gehirns in Gesunden sowie von Angehörigen mit erhöhtem genetischen Risiko ermöglicht so eine Etablierung von intermediären Phänotypen mit hoher Heritabilität.

Validierung neuro-behavioraler Risikoprofile für die Entwicklung von schädlichem Alkoholkonsum bei Jugendlichen und Erwachsenen (IMAGEN und eMed)

IMAGEN: IMAGEN ist ein europäisches Forschungsprojekt, das untersucht, wie biologische, psychologische und umweltbedingte Faktoren, die Gehirnentwicklung und die psychische Gesundheit beeinflussen. Mit Hilfe von bildgebenden Verfahren und genetischen Untersuchungen, möchte das Projekt präventive Strategien entwickeln und neue Therapien für psychische Störungen etablieren.
Weiterführende Informationen finden sich auf der Website des Forschungsprojektes IMAGEN.

eMED: Dieses Konsortium verfolgt einen systemorientierten Ansatz zur Erforschung der Alkoholsucht, in den alle Systemebenen integriert werden sollen, von Genen über Moleküle über neuronale Ensembles über große neuronale Netzwerke bis hin zum Verhalten. Das Ziel ist es dabei, die Ätiologie der Alkoholabhängigkeit besser zu verstehen, die Risikofaktoren bei jungen Menschen für alkoholbedingte Störungen im späteren Leben zu definieren und bessere Behandlungen für betroffene Patienten zur Verfügung stellen zu können.
Weiterführende Informationen finden sich auf der Website des Konsortiums SysMedAlcoholism.

Lernmechanismen als Prädiktor für die Entstehung und die Aufrechterhaltung von Alkoholabhängigkeit (DFG-Forschergruppe 1617)

Alkoholabhängigkeit ist durch dysfunktionales Verhalten charakterisiert. Trotz negativer Konsequenzen erweisen sich andere Reize als Alkohol als wenig belohnend. Es bleibt ungeklärt, wie dieses veränderte Wahlverhalten entsteht. In unserer Forschergruppe wollen wir die Frage beantworten, welche Rolle belohnungsassoziierte Lernmechanismen in der Entwicklung und Aufrechterhaltung von Alkoholabhängigkeit spielen. Unser Ansatz basiert auf computationaler Charakterisierung von Lernmechanismen, die sich als außerordentlich erfolgreich erwiesen haben in der Differenzierung neurobiologischer Mechanismen, die wiederum die Entstehung und Aufrechterhaltung von Abhängigkeiten mitverantworten. Im ersten Schritt kombinieren wir multimodale Bildgebungstechniken mit computationaler Messung von belohnungs- und bestrafungsinduzierten Verhaltensveränderungen. Wir erfassen den Erwerb der Bedeutung konditionierter Reize, die Vorhersagbarkeit der Konditionierung auf andere Arten von Wahlverhalten und die Gewohnheitsbildung von Verhalten. Die multimodalen Bildgebungstechniken werden sowohl die räumliche als auch neurochemische Verortung der Lernmechanismen bei abhängigem Verhalten ermöglichen. Im zweiten Schritt beachten wir die abstrakte Natur belohnungsgesteuerten Lernverhaltens, indem wir Lernmechanismen in Situationen mit und ohne abhängigkeitsbezogene Reize vergleichen. Das beinhaltet das Lernen von Reizen, die typischerweise mit Substanzen einhergehen, und das Lernen in der Gegenwart der Substanzen. Unser Langzeitziel ist es, die Behandlung und Prävention von Alkoholabhängigkeit weiter zu verbessern. Hierzu werden auf neurobiologischer und Verhaltensebene repräsentative Risikopopulationen und Populationen von an Alkoholabhängigkeit erkrankten Patientinnen und Patienten in einer umfassenden quer- und längsschnittlichen Studie untersucht, um Entstehung und Wiederauftreten von abhängigem Verhalten vorherzusagen. Weiterhin werden wir, basierend auf einer umfassenden quer- und längsschnittlichen neuropsychologischen und psychopathologischen Charakterisierung der Teilnehmer / Patienten, die neurobiologischen Befunde auf kognitive, affektive und behaviourale Dysfunktionen und Lernen unter Alkoholeinfluss ausweiten. Außerdem wird unsere Arbeit von multivariaten Pattern-Analysen flankiert, die helfen können, Profile von Patientinnen und Patienten sowohl besser therapeutischen Interventionen als auch neurobiologischen und neurochemischen Befunden zuzuordnen.
Weiterführende Informationen finden sich auf der Website zur LeAD-Studie sowie auf der Website der Deutschen Forschungsgemeinschaft.

Neurobiologische Korrelate behavioraler Süchte

In mehreren laufenden Projekten untersuchen wir die Mechanismen der Entstehung und Aufrechterhaltung von nichtstoffgebundenen Süchten (Verhaltenssüchten), insbesondere der Glücksspielsucht, und Phänomene wie exzessive Internetnutzung (z.B. Computerspiel). Die Forschungsmethoden umfassen behaviorale Studien, bildgebende und psychophysiologische Untersuchungen, Verhaltensanalysen, psychometrische und epidemiologische Untersuchungen bei verschiedenen Stichproben in der Bevölkerung sowie Therapie- und Versorgungsforschung. Der Hauptfokus liegt neurobiologisch dabei auf Veränderungen des mesokortikolimbischen Systems im Gehirn. Weiterführende Informationen finden sich auf den Websiten der AG Spielsucht.

Untersuchung neuronaler Korrelate der Reiz-Reaktivität, der Belohnungsverarbeitung und der Exekutivfunktionen unter Therapie mit Baclofen bei alkoholabhängigen Patienten

Ziel der Studie ist es, mit Hilfe von funktioneller Bildgebung die Effekte einer pharmakologischen Behandlung mit Baclofen auf die reizinduzierte Hirnaktivität während der Verarbeitung von suchtrelevanten Reizen, exekutiven Prozessen sowie Belohnungsverarbeitung bei alkoholabhängigen Patienten zu untersuchen. Auf diese Weise sollen neuronale Mechanismen aufgeklärt werden, welche die Behandlungsresponse von alkoholabhängigen Patienten entscheidend beeinflussen.

Die Bedeutung sozio-emotionaler und neurobiologischer Faktoren für die Lernleistung von Schülern (SELF)

Unser Projekt SELF geht der Frage nach, welche Bedeutung sozio-emotionale Faktoren im schulischen Lernprozess haben und warum sie für einige Schülerinnen und Schüler relevant sind und für andere nicht.
Aufgrund der Komplexität der Zusammenhänge zwischen sozio-emotionalen Faktoren und Lernprozessen im schulischen Kontext verknüpfen wir in einem methodentriangulativen Verfahren die Ergebnisse einer quantitativen Fragebogenerhebung mit neurobiologisch experimentellen Testungen und qualitativen Interviews. Primäres Ziel des Verfahrens war die Erstellung einer Schüler-Typologie, die Aufschluss über die mögliche unterschiedliche Bedeutung sozio-emotionaler Faktoren im schulischen Lernprozess geben soll. Die Ermittlung von sozialen und emotionalen Faktoren, die die Motivation und das Lernen beeinflussen, sowie die Klärung der neuronalen Grundlagen der Interaktion von kognitiven und emotionalen Lernprozessen können zu wirksamen Fördermaßnahmen führen, sowohl auf Ebene der individuellen Förderung der Schülerinnen und Schüler als auch im Rahmen der Lehrerbildung.

Weiterführende Informationen finden sich auf den Websiten des SELF Projektes.

Imagination als individualisierte Methode der Emotionsinduktion in funktionellen Magnetresonanz-Tomographie (fMRT)-Studien

In diesem Projekt werden die funktionellen Korrelate von Emotionen genauer betrachtet, wobei gesunde Probanden mit Hilfe der funktionellen Kernspintomographie bei der Bearbeitung unterschiedlicher emotionaler Aufgaben untersucht werden. Die Paradigmen umfassen eine Emotionswahrnehmungsaufgabe sowie zwei Emotionsinduktionsaufgaben. Eine Emotionsinduktion umfasst eine individualisierte Induktionsmethode, die an psychotherapeutische Methoden angelehnt ist. Ziel der Untersuchung ist es zum einen herauszufinden, inwiefern es sich bei unterschiedlichen Komponenten von Emotionen und deren Induktion auch neuronal um distinkte Prozesse handelt. Zum anderen soll eine valide Methode der individualisierten Emotionsinduktion, welche bereits in der Psychotherapie Anwendung findet, für das fMRT adaptiert und zukünftig in der Therapieforschung eingesetzt werden.

Forschungsverbund AERIAL: Addiction: Early Recognition and Intervention Across the Lifespan

Der Forschungsverbund AERIAL ist einer von neun Verbünden im Rahmen des BMBF geförderten Forschungsnetzes zu psychischen Erkrankungen. Mit dieser Fördermaßnahme unterstützt das BMBF die psychiatrische Forschung in Deutschland.

Im Forschungsverbund AERIAL arbeiten Wissenschaftler aus den neun Standorten Berlin, Dresden, Greifswald, Hamburg, Hannover, Lübeck, Mannheim, Potsdam und Tübingen zusammen, um neue Diagnose- und Behandlungsmöglichkeiten bei Suchterkrankungen zu erforschen. Diese Erkrankungen gehören zu den häufigsten und kostenintensivsten Erkrankungen in westlichen Industrienationen. Bestehende Interventionen greifen oft und spät, erreichen zu wenige der Betroffenen oder sind nicht auf die Besonderheiten von Geschlecht, Alter, affektiven Störungen sowie individuellen Belastungsfaktoren der Betroffenen zugeschnitten. Ziel des AERIAL Konsortiums ist es, aus der Grundlagenforschung heraus wissenschaftlich begründete Konzepte für eine breit verankerte Diagnostik, Therapie und Nachsorge von Suchterkrankungen zu erarbeiten und Vorschläge zu deren wissenschaftlich-adäquaten Implementierung zu unterbreiten.

Weiterführende Informationen finden sich auf den Websiten des Forschungsverbundes AERIAL.

Kooperationen

Die Forschergruppe kooperiert mit vielen Forschungseinrichtungen in Berlin und diversen nationalen und internationalen wissenschaftlichen Institutionen, z.B. mit:

  • Zentralinstitut für Seelische Gesundheit, Mannheim (Andreas Meyer-Lindenberg, Falk Kiefer)
  • Institut für systemische Neurowissenschaften, Universitätsklinikum Carl Gustav Carus, Klinik und Poliklinik für Psychiatrie und Psychiatrie, Technische Universität Dresden (Michael Smolka, Hans-Ulrich Wittchen, Ulrich Zimmermann)
  • Department of Neuroscience, Universität Pittsburgh, PA USA (Anthony A. Grace)
  • Department of Nuclear Medicine and Research Center for Advanced Science and Technology, Tokyo University, Japan (Yoshitaka Kumakura)
  • Abteilung für Nuklearmedizin, Ludwig Maximilian Universität, München (Paul Cumming)
  • Department of Psychology, Stanford University, CA, USA (Brian Knutson)
  • Translational Neuromodeling Unit, Department of Biomedical Engineering, University of Zurich and ETH Zurich (Quentin Huys)
  • Behavioural and Clinical Neuroscience Institute, Department of Psychiatry, University of Cambridge (Valerie Voon)
  • Institute of Psychiatry, Psychology & Neuroscience, Centre for Population Neuroscience and Precision Medicine (PONS), King's College London, University of London (Gunter Schumann)