Beschreibung der Studie

Dieses Projekt soll im Rahmen des neu eingerichteten Bernstein Centers for Computational Neuroscience Heidelberg-Mannheim durchgeführt werden. Ziel ist die Erforschung des Einflusses genetischer Risikovarianten für psychiatrische Erkrankungen auf makroskopische Netzwerke im Gehirn und deren Bedeutung für pathologische und nichtpathologische Kognition. Dabei wird ein interdisziplinärer und translationaler Ansatzes verfolgt, der unter anderem genetische Untersuchungen, mathematische Modellierung neuronaler Systeme und funktionelle Bildgebung umfasst. In dem hier beantragten Teilprojekt ist geplant, eine große Stichprobe von Patienten und gesunden Probanden anhand funktioneller Magnetresonanztomographie (fMRT) mit einer Testbatterie zu untersuchen, die Ruheaktivität und höhere kognitive Funktionen wie das Arbeitsgedächtnis erfasst. Ausfälle in diesen Funktionsbereichen zählen zu den schwerwiegendsten kognitiven Symptomen bei der Schizophrenie. Zur Charakterisierung von Gemeinsamkeiten und Unterschieden neuronaler Systeme bei Patienten und Gesunden soll die Untersuchung an Patienten mit Schizophrenie sowie an jüngeren Kontrollprobanden aus der Allgemeinbevölkerung durchgeführt werden. In Bezug auf Hirnstrukturen werden wir uns vor allem auf den präfrontalen Cortex (PFC), den Hippocampus (HC) und die dopaminerge Innervation dieser Areale konzentrieren, da diese Strukturen einerseits am stärksten mit Exekutivfunktionen in Verbindung gebracht wurden und andererseits Störungen dieser Strukturen und ihrer Verbindungen ebenfalls eine Schlüsselrolle bei schizophrenen Störungen spielen. Zur Erhebung der genetischen Informationen werden die Teilnehmer gebeten an einer molekulargenetischen Untersuchung zu neuropsychiatrischen Erkrankungen des Zentralinstituts für Seelische Gesundheit teilzunehmen. Es ist geplant, die dabei gewonnenen genetischen Daten später anonymisiert mit den erhobenen fMRT -Daten statistisch in Beziehung zu setzen, um Einflüsse genetischer Polymorphismen, insbesondere krankheitsassoziierter Risikovarianten, auf Gehirnaktivität und Kognition zu untersuchen und diese Einflüsse mathematisch zu modellieren.

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Studiendetails

Studienziel • Charakterisierung der aufgabenspezifischen BOLD-Aktivierung mittels univariater (statistical parametric mapping) und multivariater Methoden („machine learning“) bei gesunden Probanden und Patienten mit Schizophrenie • Genaue Charakterisierung der präfrontal (PFC)-hippocampalen (HC) Konnektivität unter Arbeitsgedächtnisbedingungen • Verständnis der Art und Weise, wie diese Aktivitäts-/Konnektivitätsmuster durch Risikogene moduliert werden
Status Rekrutierung abgeschlossen, follow up abgeschlossen
Zahl teilnehmender Patienten 220
Stationärer Aufenthalt Keiner
Finanzierungsquelle Bundesministerium für Bildung und Forschung
Weitere Informationen Studienwebseite

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Teilnahme­voraussetzungen

Einschlusskriterien

  • Für alle Probanden:
  • ausreichende deutsche Sprachkenntnisse
  • Fähigkeit, das Studienprotokoll zu verstehen und ihr Einverständnis zu geben
  • Für Patienten zusätzlich:
  • Vorliegen einer Schizophrenie nach DSM-IV Kriterien
  • Stabile Monotherapie mit Psychopharmaka, auch Depotmedikation oder unmediziert, gelegentlicher Gebrauch von Benzodiazepinen ist erlaubt (wegen kognitiver Nebenwirkungen bis längstens 24 Stunden vor Beginn der Untersuchung)

Ausschlusskriterien

  • Ausschlusskriterien
  • Vorliegen einer psychiatrischen Erkrankung (gesunde Probanden), bzw. einer akuten Exazerbation der psychiatrischen Krankheit oder Vorliegen einer weiteren psychiatrischen Erkrankung (Patienten)
  • Vorliegen einer schwerwiegenden neurologischen Erkrankung
  • Vorliegen schwerer internistischer Erkrankungen wie Niereninsuffizienz, Leberzirrhose o. ä.
  • bei Frauen im gebärfähigen Alter: Vorliegen einer Schwangerschaft
  • Metallimplantate
  • großflächige Tätowierungen im Bereich von Kopf und Nacken
  • Klaustrophobie
  • Suchtmittelabusus (außer Nikotin und Kaffee)
  • Vorliegen einer Arteriellen Hypertonie
  • Vorliegen eines Diabetes

Adressen und Kontakt

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Häufig gestellte Fragen

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In früheren Studien konnten wir zeigen, dass eine abnormale funktionelle Konnektivität zwischen Hippokampus/entorhinalem Kortex (HC) und prefrontalem Kortex (PFC) charakteristisch ist für schizophrene Patienten sowie Träger assoziierter Risikogene. Die globale Netzwerkkonnektivität bestimmt das dynamische Repertoire von Hirnfunktionen und determiniert Arbeitsgedächtnisleistungen. Hier werden wir diese funktionellen Interaktionen zwischen PFC und HC während des Arbeitsgedächtnisses bei Schizophrenen und entsprechenden Risikogenträgern mittels bildgebender Verfahren in enger Verzahnung mit computationalen Projekten (Prof. Dr. Daniel Durstewitz) mechanistisch charakterisieren. Aufbauend auf früheren Arbeiten zur funktionellen und effektiven Konnektivität werden wir die Gerichtetheit und zeitliche Dynamik von PFC-HC-Interaktionen untersuchen, sowie den regionalen Beitrag dieser Interaktionen zum ‘Konnektom’. Dabei wird die etablierte ‚n-back’-Aufgabe mit neuartigen Arbeitsgedächtnisaufgaben verglichen. Zwecks Vergleichbarkeit werden wir die in Nagerstudien verwendete 8-Arm-Labyrinthaufgabe für Humanversuche adaptieren. Diese Datensätze sollen mit den durch biophysikalische Modelle generierten BOLD-Signal-Simulationen unter ähnlichen Bedingungen verglichen werden, um die Mechanismen und genetische Modulation der beobachteten Phänomene genauer zu verstehen.

Quelle

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