{"id":7103,"date":"2022-04-04T13:00:47","date_gmt":"2022-04-04T11:00:47","guid":{"rendered":"https:\/\/sfb1436.de\/menue-1\/a08-the-noradrenergic-systems-contribution-to-neural-resource-in-ageing\/"},"modified":"2025-05-19T06:29:46","modified_gmt":"2025-05-19T04:29:46","slug":"a08-the-noradrenergic-systems-contribution-to-neural-resource-in-ageing","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/sfb1436.de\/de\/projekte\/archiv-sfb-1436-1-2021-2024\/a08-the-noradrenergic-systems-contribution-to-neural-resource-in-ageing\/","title":{"rendered":" Der Beitrag des noradrenergen Systems zur neuralen Ressource im Alter"},"content":{"rendered":"\n
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A08<\/p>\n<\/div><\/div>\n\n\n\n

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\"graphical<\/a><\/figure>\n<\/div>\n\n\n\n
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Die Intaktheit des noradrenergen Locus coeruleus (LC-NA) Systems im Gehirn ist ein wichtiger Faktor zum Erhalt der kognitiven F\u00e4higkeiten im Alter. Es muss jedoch noch untersucht werden, ob eine pharmakologische Modulation des LC-NA-Systems oder kognitive Trainingsinterventionen, die auf einer Steigerung der Noradrenalin (NA)-Funktion abzielen, einen kognitiven R\u00fcckgang im Alter verhindern k\u00f6nnen. Unser Projekt untersucht, ob das LC-NA-System Potenzial zur Steigerung der neuronalen Ressourcen im Alter bietet. Dies untersuchen wir durch pharmakologische NA-Intervention sowie durch Trainings kognitiver Funktionen von denen bekannt ist, dass sie das LC-NA-System rekrutieren.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n

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Unsere Forschung<\/strong><\/a><\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n
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Ziele unseres Projektes<\/strong><\/strong><\/a><\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n
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Blick in die Zukunft<\/strong><\/strong><\/strong><\/a><\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n
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Publikationen<\/strong><\/strong><\/a><\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n
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Gruppenleitung & Gruppenmitglieder<\/h2>\n\n\n\n
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Dr. Matthew Betts<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
\"SFB
Prof. Dr. Dorothea H\u00e4mmerer<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
\"SFB
Guruprasath Gurusamy<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
\"SFB
Marina Leiman<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
\"SFB
Dr. Hartmut Sch\u00fctze<\/figcaption><\/figure>\n<\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n
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Was ist der Locus coeruleus?<\/h2>\n\n\n\n

Der Locus coeruleus (LC), eine kleine Hirnstruktur, der sich tief im Hirnstamm befindet, unsereHauptquelle der Noradrenalin (NA)-Modulation im Gehirn ist. Der LC ist an der Regulierung einer Vielzahl h\u00f6herer kognitiver Funktionen beteiligt, wie zum Beispiel Arbeitsged\u00e4chtnis, Lernen, Aufmerksamkeit, sowie Ged\u00e4chtniskonsolidierung und -abruf (f\u00fcr \u00dcbersichtsarbeiten siehe Sara, 2009; Mather & Harley, 2016; Betts et al., 2019).<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n

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Was wissen wir \u00fcber die Rolle des Locus coeruleus in Kognition und Hirngesundheit?<\/h3>\n\n\n\n

Eine Kernfunktion des LC besteht darin, die Verarbeitung (emotional) salienter Ereignisse zu unterst\u00fctzen (Arnsten, 1998; Luo et al., 2015). Innerhalb des LC-NA Netzwerkes kann eine Erh\u00f6hung extrazellul\u00e4ren NAs durch LC-Aktivierung die neuralen Ressourcen \u00fcber die Aktivierung von \u03b1- und \u00df-Adrenorezeptoren zum Beispiel im pr\u00e4frontalen Kortex und Hippocampus erh\u00f6hen, um das Arbeitsged\u00e4chtnis (Ramos & Arnsten, 2007) und das episodische Ged\u00e4chtnis (Luo et al., 2015) salienter Ereignisse zu unterstuetzen. Eine St\u00e4rkung des LC-NA-Systems kann auch die kognitive Leistung steigern kann, indem die funktionelle Konnektivit\u00e4t von Gehirnregionen neu organisiert wird, die an bestimmten kognitiven Prozessen beteiligt sind. Beispielsweise hat sich gezeigt, dass pharmakologische Erh\u00f6hungen von NA die Konnektivit\u00e4t zwischen frontalen und parietalen Regionen w\u00e4hrend einer visuellen Aufmerksamkeitsaufgabe unterst\u00fctzen (Coull et al., 1999). Dar\u00fcber hinaus deuten neuere Erkenntnisse darauf hin, dass altersbedingte Unterschiede in LC-NA mit reduzierten kognitiven F\u00e4higkeiten im episodischen Ged\u00e4chtnis (H\u00e4mmerer et al., 2018; Dahl et al., 2019) und kognitiver Reserve einhergehen(Robertson, 2013; Wilson et al al., 2013; Clewett et al., 2016).<\/p>\n\n\n\n

Die NA-Modulation ist aber auch aufgrund ihrer entz\u00fcndungshemmenden Eigenschaften und ihrer Rolle bei der Unterst\u00fctzung der lokalen Gef\u00e4\u00dffunktion wichtig f\u00fcr die langfristige Erhaltung der Gesundheit des Gehirns (Satoh & Iijima, 2017). Dies ist besonders relevant im Alter, da Tierversuche zeigen, dass die Kombination aus niedrigeren NA-Levels und h\u00f6heren altersbedingten Pathologien wie Amyloid-beta (A\u00df) oder Neurofibrillary Tangles (NTF) due Ausbreitung von Proteinpathologien beschleunigen und mit erh\u00f6hter mikroglialer und neurovaskul\u00e4rer Dysfunktion einhergehen (Chalermpalanupap et al., 2017; Satoh & Iijima, 2017; Weinshenker, 2018)<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n

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Die Ziele unseres Projektes<\/strong><\/h2>\n<\/div>\n\n\n\n
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Die Integrit\u00e4t des LC-NA-Systems ist wichtig f\u00fcr die Bestimmung der kognitiven F\u00e4higkeiten im sp\u00e4teren Leben. Es muss jedoch noch untersucht werden, ob eine pharmakologische Modulation des LC-NA-Systems oder kognitive Trainingsinterventionen, die auf die Steigerung der NA-Funktion zugeschnitten sind, einen kognitiven R\u00fcckgang im Alter verhindern k\u00f6nnen. Das vorgeschlagene Projekt zielt darauf ab, zu untersuchen, ob das NA-System verborgenes Potenzial zur Steigerung der neuronalen Ressourcen im Alter bietet. Dies wird erreicht, indem die NA-Funktion pharmakologisch erh\u00f6ht wird, sowie durch das Training bestimmter kognitiver Funktionen, von denen bekannt ist, dass sie das LC-NA-System rekrutieren. Unser Ziel ist es, die Bewertung kognitiver und physiologischer Ver\u00e4nderungen auf bekannte neurophysiologische Wirkungen von NA-Funktionssteigerungen (z. B. in Bezug auf eine erh\u00f6hte funktionelle Aktivit\u00e4t \/ Konnektivit\u00e4t) zuzuschneiden und die funktionellen Auswirkungen eines pharmakologisch oder durch kognitives Training gesteigerten NA-Spiegels im Kontext einer facettenreichen Bewertung interindividueller Unterschiede in der Integrit\u00e4t des LC-NA-Systems zu untersuchen. Wir werden ausserdem untersuchen, ob sogenannte \u201eSuper Ager\u201c – Achtzigj\u00e4hrige mit weit \u00fcberdurchschnittlichen kognitiven Leistungen – ein besonders intaktes noradrenerges System haben.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n

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Langfristige Perspektive<\/strong><\/strong><\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Die langfristige Perspektive dieses Projekts besteht darin, zu untersuchen, ob die In-vivo-Charakterisierung des LC-NA-Systems Personen mit erhoehter neuronaler ressource im h\u00f6heren Alter identifizieren kann und ob Interventionen zur Erh\u00f6hung des NA-Spiegels klinischen oder Risikopopulationen im Alter zugute kommen k\u00f6nnen. In Zukunft wollen wir deshalb auch unser Verst\u00e4ndnis der LC-vermittelten Plastizit\u00e4t in Zielbereichen von LC-Projektionen erweitern, einschlie\u00dflich des Verst\u00e4ndnisses der Rolle der LC-vermittelten Dopaminfreisetzung und der Mechanismen, die die LC-Aktivierung regulieren. Wir wollen hierbei auch mit durch Ultrahochfeld-MRT untersuchen, wie die Verst\u00e4rkung der noradrenergen Modulation die Aktivierung unterschiedlicher kortikaler Schichten beeinflusst. Tierversuche deuten darauf hin, dass noradrenerge Projektionen ihre kognitiven Wirkungen aus\u00fcben, indem sie den Signal-Rausch-Pegel von Neuronen insbesondere in Schicht 4 des Kortex ver\u00e4ndern (Berridge & Waterhouse), dies muss jedoch beim Menschen noch untersucht werden.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n

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Publikationen des Projektes A08<\/strong><\/h2>\n\n\n\n\t\t\t
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\n\t\t\t\tCSF biomarkers are differentially linked to brain areas high and low in noradrenaline, dopamine and serotonin across the Alzheimer’s disease spectrum<\/a>\n\t\t\t<\/h4>\n\t\t\t\t\t\t
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\n\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t<\/span>\t\t\t\t\t\tA08<\/a>\t\t\t\t\t<\/span>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t
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Lena Haag , Elisa Lancini , Renat Yakupov , Gabriel Ziegler , Yeo-Jin Yi , Falk L\u00fcsebrink , Wenzel Glanz , Oliver Peters , Eike Jakob Spruth , Slawek Altenstein , Josef Priller , Luisa Sophie Schneider , Xiao Wang…<\/span>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/article>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t

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\n\t\t\t\tDifferent inflammatory signatures based on CSF biomarkers relate to preserved or diminished brain structure and cognition<\/a>\n\t\t\t<\/h4>\n\t\t\t\t\t\t
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\n\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t<\/span>\t\t\t\t\t\tA08<\/a>, C01<\/a>, Z03<\/a>\t\t\t\t\t<\/span>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t
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Dayana Hayek, Gabriel Ziegler, Luca Kleineidam, Frederic Brosseron, Aditya Nemali, Niklas Vockert, Kishore A. Ravichandran, Matthew J. Betts, Oliver Peters, Luisa-Sophie Schneider, Xiao Wang, Josef Priller, Slawek Altenstein, Anja Schneider, Klaus Fliessbach, Jens Wiltfang, Claudia Bartels, Ayda Rostamzadeh, Wenzel Glanz,…<\/span>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/article>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t

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\n\t\t\t\tInteractive effects of locus coeruleus structure and catecholamine synthesis capacity on cognitive function<\/a>\n\t\t\t<\/h4>\n\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t<\/span>\t\t\t\t\t\tA08<\/a>, B04<\/a>, Z03<\/a>\t\t\t\t\t<\/span>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t
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Hsiang-Yu Chen, Jourdan H Parent, Claire J Ciampa, Martin J Dahl, Dorothea H\u00e4mmerer, Anne Maass, Joseph R Winer, Renat Yakupov, Ben Inglis, Matthew J Betts, Anne S Berry Front Aging Neurosci (2023)<\/span><\/p>\n<\/span>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/article>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t

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\n\t\t\t\tNoradrenergic neuromodulation in ageing and disease<\/a>\n\t\t\t<\/h4>\n\t\t\t\t\t\t
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\n\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t<\/span>\t\t\t\t\t\tA08<\/a>, B02<\/a>\t\t\t\t\t<\/span>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t
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F. Krohn, E. Lancini , M. Ludwig , M. Leiman , G. Guruprasath, L. Haag , J. Panczyszyn, E. D\u00fczel, D. Hammerer, M. Betts Neurosci Biobehav Rev. (2023)<\/span><\/p>\n<\/span>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/article>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t

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\n\t\t\t\tLocus coeruleus catecholamines link neuroticism and vulnerability to tau pathology in aging<\/a>\n\t\t\t<\/h4>\n\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t<\/span>\t\t\t\t\t\tA08<\/a>, B04<\/a>, Z03<\/a>\t\t\t\t\t<\/span>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t
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Jourdan H Parent, Claire J Ciampa, Theresa M Harrison, Jenna N Adams, Kailin Zhuang, Matthew J Betts, Anne Maass, Joseph R Winer, William J Jagust, Anne S Berry NeuroImage (2022)<\/p>\n<\/span>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/article>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t

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\n\t\t\t\tIn vivo tractography of human locus coeruleus\u2014relation to 7T resting state fMRI, psychological measures and single subject validity<\/a>\n\t\t\t<\/h4>\n\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t<\/span>\t\t\t\t\t\tA08<\/a>\t\t\t\t\t<\/span>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t
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Thomas Liebe, J\u00f6rn Kaufmann, Dorothea H\u00e4mmerer, Matthew Betts, Martin Walter Molecular Psychiatry\u00a0(2022)<\/span><\/p>\n<\/span>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/article>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t

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\n\t\t\t\tAssociations among locus coeruleus catecholamines, tau pathology, and memory in aging.<\/a>\n\t\t\t<\/h4>\n\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t<\/span>\t\t\t\t\t\tA08<\/a>, B04<\/a>, Z03<\/a>\t\t\t\t\t<\/span>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t
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Ciampa CJ, Parent JH, Harrison TM, Fain RM, Betts MJ, Maass A, Winer JR, Baker SL, Janabi M, Furman DJ, D\u2019Esposito M, Jagust WJ, Berry AS. Neuropsychopharmacology (2022)<\/span><\/p>\n<\/span>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/article>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t

\t\t\t\t\t\t\t\t

\n\t\t\t\tFully automated deep learning-based localization and segmentation of the locus coeruleus in aging and Parkinson\u2019s disease using neuromelanin-sensitive MRI<\/a>\n\t\t\t<\/h4>\n\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t<\/span>\t\t\t\t\t\tA04<\/a>, A08<\/a>, Z03<\/a>\t\t\t\t\t<\/span>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t

Max D\u00fcnnwald, Philipp Ernst, Emrah D\u00fczel, Klaus T\u00f6nnies, Matthew J. Betts & Steffen Oeltze-Jafra International Journal of Computer Assisted Radiology and Surgery (2021)<\/span><\/p>\n<\/span>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/article>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\n\n\n

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Alle Publikationen<\/a><\/div>\n\n\n\n
Alle Projekte<\/a><\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n<\/div>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Die Intaktheit des noradrenergen Locus coeruleus (LC-NA) Systems im Gehirn ist ein wichtiger Faktor zum Erhalt der kognitiven F\u00e4higkeiten im Alter. Es muss jedoch noch untersucht werden, ob eine pharmakologische Modulation des LC-NA-Systems oder kognitive Trainingsinterventionen, die auf einer Steigerung der Noradrenalin (NA)-Funktion abzielen, einen kognitiven R\u00fcckgang im Alter verhindern k\u00f6nnen. 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