Verbund

PsychoSys: Die Rolle des Neuromodulators Dopamin bei perzeptueller Inferenz und Wahn: ein systemmedizinischer Ansatz zur Pathophysiologie psychotischer Störungen

Schizophrenie ist eine psychische Erkrankung, die aufgrund ihrer Schwere und frühem Beginn einen besonderen Stellenwert in unserem Gesundheitssystem einnimmt. Ein Kernsymptom der Schizophrenie ist das Auftreten von falschen, realitätsfernen Überzeugungen - Wahn. Es wird vermutet, dass dieser durch eine Fehlfunktion der Vorhersagefähigkeit des Gehirns entsteht, wobei neue sensorische Signale nicht korrekt mit erlernten Vorhersagen zur Deckung gebracht werden können. Sensorische Signale sind Sinneswahrnehmungen wie z.B. sehen, hören, riechen. Dem Neurotransmitter Dopamin wird eine Rolle bei der Entstehung von Wahn zugeschrieben. Aber die genauen Mechanismen, insbesondere der Einfluss von Dopamin auf die Verarbeitung sensorischer Signale, sind noch unbekannt. Der Verbund PsychoSys wird deshalb mit einem systemmedizinischen Ansatz die genaue Rolle des Neurotransmitters Dopamin bei der Wahrnehmung und Interpretation der sensorischen Umwelt untersuchen. Dazu werden mit experimentellen und neuroinformatischen Methoden Daten von gesunden Personen sowie an Schizophrenie erkrankten Patientinnen und Patienten und von Tiermodellen erhoben. Die Daten aus verschiedenen Datenebenen wie z.B. genetische, bildgebende und neurophysiologische Daten, werden zusammengeführt und gemeinsam ausgewertet. Die Ergebnisse des Verbundes sollen zur Entwicklung neuer Methoden für die Diagnose und Behandlung von Schizophrenie beitragen.
Im e:Med-Verbund PsychoSys arbeiten vier Arbeitsgruppen an zwei Universitäten unter der Leitung von exzellenten, jungen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern an der Lösung dieser Forschungsfragen. Der Verbund ist Teil der BMBF-Fördermaßnahme "Juniorverbünde in der Systemmedizin" innerhalb des e:Med Forschungs- und Förderkonzeptes. Dieses hat das Ziel die Systemmedizin in Deutschland zu etablieren.

Teilprojekte

Abgeschlossen

Teilprojekt Charité

Förderkennzeichen: 01ZX1404A
Gesamte Fördersumme: 474.864 EUR
Förderzeitraum: 2015 - 2018
Projektleitung: Dr. Katharina Schmack
Adresse: Charité - Universitätsmedizin Berlin, Campus Charité Mitte, Klinik und Poliklinik für Psychiatrie und Psychotherapie
Charitéplatz 1
10117 Berlin

Teilprojekt Charité

Teilprojekt 1 nutzt Verhaltensexperimente, genetische Analysen und bildgebende Untersuchungen in gesunden und Schizophrenie-erkrankten Personen, um zu untersuchen, ob das Dopamin-System beeinflusst, wie zweideutige Umweltreize wahrgenommen und interpretiert werden. In Teilprojekt 2 wird die elektrische Aktivität von menschlichen Dopamin-Nervenzellen im Rahmen neurochirurgischer Operationen aufgezeichnet. Es soll bestimmt werden, ob Dopamin-Nervenzellen anzeigen können, ob sensorische Vorhersagen eingetroffen sind oder nicht. Diese Vorhersagefehler könnten ein wertvoller Baustein dabei sein, unsere Umwelt als stabil und "wie erwartet" zu interpretieren.

Abgeschlossen

Teilprojekt Uni Frankfurt

Förderkennzeichen: 01ZX1404B
Gesamte Fördersumme: 752.315 EUR
Förderzeitraum: 2015 - 2018
Projektleitung: Dr. Gaby Schneider
Adresse: Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am Main, FB 12 Informatik und Mathematik, Institut für Mathematik
Robert-Mayer-Str. 10
60325 Frankfurt

Teilprojekt Uni Frankfurt

In Teilprojekt 3 werden elektrophysiologische Ableitungen an Mäusen verwendet, um den Beitrag von Dopamin zu sensorischen Vorhersagen im gesunden Gehirn und bei schizophrenen Erkrankungen zu untersuchen. Hierzu wird einerseits der Einfluss genetischer Risikofaktoren getestet, die das Dopamin-System betreffen. Zum zweiten wird das Verhältnis zwischen sensorischen Vorhersagen und dopaminerger Aktivität studiert. In Teilprojekt 4 werden statistische Modelle und Analyseverfahren für die in den experimentellen Teilprojekten gewonnenen Wahrnehmungsprozesse und Spiketrains entwickelt. Mit deren Hilfe soll der Einfluss neuronaler Feuermuster im dopaminergen System auf normale und dysfunktionale sensorische Vorhersagen und die entsprechenden Wahrnehmungsprozesse studiert werden. Insbesondere werden dabei etwa Variabilitätsparameter abgebildet, um ihre Rolle bei sensorischen Vorhersagen zu erfassen und Unterschiede zwischen Arealen sowie systematische dysfunktionale Abweichungen zu identifizieren.

Abgeschlossen

Teilprojekt TUM

Förderkennzeichen: 01ZX1404C
Gesamte Fördersumme: 493.285 EUR
Förderzeitraum: 2015 - 2018
Projektleitung: Prof. Dr. Arthur Konnerth
Adresse: Technische Universität München, Institut für Neurowissenschaften
Biedersteinerstr. 29
80802 München

Teilprojekt TUM

In diesem Vorhaben wird die elektrische Aktivität von menschlichen Dopamin-Nervenzellen im Rahmen neurochirurgischer Operationen aufgezeichnet. Es soll bestimmt werden, ob Dopamin-Nervenzellen das (Nicht-)Eintreffen sensorischer Vorhersagen anzeigen können. Diese Vorhersagefehler könnten ein wertvoller Baustein dabei sein, unsere Umwelt als stabil und „wie erwartet" zu interpretieren. Elektrophysiologische Messungen humaner Dopamin-Neurone im Rahmen der tiefen Hirnstimulation könnten erstmalig beim Menschen eine auf einzelnen Nervenzellen basierende Theorie zum Einfluss der Dopamin-Aktivität auf psychotische Zustände beschreiben.