A03
Die Alzheimer-Krankheit (AD) ist die häufigste Form der Demenz. Derzeit leiden weltweit mehr als 50 Millionen Patienten unter Beeinträchtigungen des Kurzzeitgedächtnisses und Orientierungslosigkeit in der Umwelt. Die Symptome sind höchstwahrscheinlich auf eine Degeneration des Hippocampus (HC) zurückzuführen, einer Gehirnregion, die weitgehend für die Konsolidierung des räumlichen Gedächtnisses verantwortlich ist. Die mit der AD zusammenhängenden neurodegenerativen Mechanismen im Hippocampus, die zu Beeinträchtigungen des räumlichen Gedächtnisses führen, sind jedoch noch nicht gut verstanden, da verschiedene Populationen funktionell und molekular definierter Zelltypen die Netzwerkfunktionalität des HC ausmachen. Unser wissenschaftliches Ziel ist es, die neurophysiologischen Mechanismen zu definieren, durch die Alzheimer die Interaktion von Zellpopulationen beeinträchtigt und wie diese Beeinträchtigung Defizite im räumlichen Gedächtnis und Verhalten vorhersagen kann.
Gruppenleitung
Dr. Stefan Dürschmid
Prof. Dr. med. Stefan Remy
Gruppenmitglieder
Xinyun Che
Dennis Dalügge
Dr. Hiroshi Kaneko
Felix Kuhn
Petra Mocellin
Unsere Forschung
Hierfür benutzen wir transgene Maus-Modelle, welche Alzheimer-spezifische Krankheitszeichen, wie etwa die Akkumulation von Amyloid-Beta Plaques im Gehirn aufweisen. Mittels Floureszenz-in-situ-Hybridisierung Zelltyp-spezifischer mRNA können wir die Prävelenz und die Verteilung der verschieden Zellpopulationen in wildtyp und transgenen Tieren vergleichen. In-vivo Zweiphotonen-Mikroskipie erlaubt es uns die Aktivität hunderter hippocampaler Neuronen aufzunehmen während transgene und wildtyp Tiere eine räumliche Gedächtnisaufgabe erfüllen. Mit Hilfe auf maschinellem Lernen basierender Analyse-Techniken möchten wir Korrelate zwischen verändertem Verhalten und gestörter hippocampaler Aktivität während der Gedächtnisaufgabe finden. Desweiteren erforschen wir inwiefern transgene Tiere Gebrauch von kognitiven Ressourcen machen um die krankheitsbedingte Störung spezifischer hippocampaler Schaltkreise zu kompensieren.
Es ist bekannt, dass Bewegung bei Nagetieren die Hirnaktivität verändert. In einem translationalen Ansatz untersuchen wir, ob die motorische Aktivität das Potenzial hat, die Theta-Aktivität des Hirnstroms zu regulieren, um somit zu einer Verbesserung der Gedächtnisleistung bei Menschen zu führen. Die Vorstellung, dass Bewegung und Kognition eng miteinander verbunden sind, geht auf die erstaunlich moderne peripatetische Philosophieschule im alten Griechenland zurück. Eine zentrale Annahme ist, dass Bewegung Gedächtnis, Aufmerksamkeit und kreatives Denken fördern kann. Bisher gibt es nur wenige Verhaltensstudien mit Menschen, die zeigen, dass z.B. das Gehen mit einer Verbesserung kreativen Denkens einhergeht. Die neurophysiologischen Mechanismen auf der Ebene funktioneller neuronaler Netzwerke sind jedoch noch weitesgehend unklar.
Die Ziele unseres Projektes
Ziel unserer Forschung ist es, zu untersuchen, ob und wie Bewegung unsere Gedächtniskapazität beeinflussen kann und wie die Aktivität neuronaler Netzwerke die Interaktion zwischen Bewegung und Kognition ermöglicht. Mit Hilfe der sehr guten zeitlichen und spektralen Auflösung von nicht-invasiven magnetoenzephalographischen und invasiven elektrokortikographischen Aufzeichnungen streben wir an, die neuronalen Mechanismen zu beschreiben.