NeuroNetzwerk 17

Projekttitel: Stimulation of the LC-NE system as a personalized therapeutic intervention. Projektleiter: Dorothea Hämmerer, Matthew Betts, Matthias Prigge, Tino Zähle (Foto: UMMD)

Funktionseinschränkungen des noradrenergen (NE) Systems, und insbesondere des noradrenergen Locus Coeruleus (LC) im Hirnstamm, sind in vielfältigen klinischen und neurologischen Störungen zu beobachten. Ein neuerer Ansatz der nicht-invasiven Hirnstimulation, die sogenannte transkutane Vagusnervstimulation (tVNS), verspricht eine anatomisch und funktionell gezieltere Modulation des LC-NE Systems, als es medikamentöse Interventionen erlauben. Trotz ermutigender Befunde aus Tierstudien, die eine Anregung des LC-NE Systems durch tVNS zeigen, lässt sich aber in klinischen Humanstudien aufgrund der großen Heterogenität von Befunden kein klares Bild der Wirksamkeit erkennen. Diese Heterogenität der Befunde ist zurückzuführen auf a) eine unzureichende Berücksichtigung einer modulierten Wirksamkeit von tVNS durch Funktionsanpassungen in eingeschränkten LC-NE Systemen sowie b) ein unzureichendes Verständnis des Wirkmechanismus von tVNS in eingeschränkten LC-NE Systemen, die einen gezielten und reliablen Einsatz von tVNS verunmöglichen. Das geplante NeuroNetwork wird in einem translationalen Ansatz neue tVNS Interventionen entwickeln, die interindividuelle Unterschiede in der Reaktivität eines eingeschränkten LC-NE Systems berücksichtigen. Über vier Teilprojekte werden wir dazu untersuchen, inwiefern interindividuelle Unterschiede in der ‘physiologischen Fitness’ des LC-NE Systems (LC Volumen, Konnektivität, Vaskularität) tVNS Effekte moduliert. Interindividuelle Unterschiede von tVNS Effekten in Zielregionen der tVNS Intervention (temporale Gedächtnisstrukturen, frontale exekutive Kontrollstrukturen) werden durch optogenetische tVNS Studien in Mäusen sowie durch simultanes tVNS-EEG, tVNS-fMRI, sowie MRI-PET im Menschen untersucht. Basierend darauf werden wir die Wirksamkeit personalisierter einmaliger und massierter tVNS Protokolle sowie neuerer inhibitorischer tVNS untersuchen. In Zusammenarbeit mit tVNS Technologies (GmbH) sollen diese einem größeren Markt zugeführt werden.