Verbund

GCBS

Im Forschungsverbund „German Center for Brain Stimulation“ (GCBS) sollen Hirnstimulationsverfahren weiterentwickelt werden. Hirnstimulationsverfahren gehören zu den klinisch-relevanten, therapeutischen Methoden in der Psychiatrie. Damit soll mittel- und langfristig die Behandlung psychischer Erkrankungen verbessert werden. Dies gilt insbesondere für solche Krankheitsbilder, die wenig oder nicht ausreichend auf die bisherigen Therapieansätze (vor allem Pharmakotherapie und Psychotherapie) ansprechen. Stimulationsverfahren bieten als reversible, neuromodulierende Verfahren die Möglichkeit, die pathologisch veränderten Hirnareal- und Netzwerkaktivitäten spezifisch zu beeinflussen. Im Zentrum der Forschungsprojekte von GCBS steht ein translationaler Ansatz. Dieser umfasst präklinische Forschung mit verhaltensorientierten, neurophysiologischen und bildgebenden Untersuchungen zu den Wirkmechanismen von Hirnstimulationsverfahren bis hin zur klinischen Anwendung. Die Ergebnisse der präklinischen Untersuchungen werden anschließend durch eine "Proof of Efficacy" (PoE, Prüfung der Wirksamkeit) in die klinische Anwendungen übertragen. Diese Studie soll den entscheidenden Nachweis der Wirksamkeit und Sicherheit der transkraniellen Gleichstromstimulation (tDCS) bei Depressionen erzielen.

Teilprojekte

Optimierung der neuroplastischen Effekte der transkraniellen Gleichstromstimulation (tDCS) für die Behandlung psychiatrischer Erkrankungen - WP2

Förderkennzeichen: 01EE1501
Gesamte Fördersumme: 491.605 EUR
Förderzeitraum: 2015 - 2020
Projektleitung: Prof. Dr. Michael Nitsche
Adresse: Forschungsgesellschaft für Arbeitsphysiologie und Arbeitsschutz e. V., Leibniz-Institut für Arbeitsforschung an der TU Dortmund (ifADo)
Ardeystr. 67
44139 Dortmund

Optimierung der neuroplastischen Effekte der transkraniellen Gleichstromstimulation (tDCS) für die Behandlung psychiatrischer Erkrankungen - WP2

Ziel des Vorhabens ist es, Stimulationsprotokolle der  Gleichstromstimulation des Gehirns zu entwickeln, die eine optimale Effektivität aufweisen. Zunächst (Monate 1-24) werden am Modell der motorischen Hirnrinde bei gesunden Probanden Stimulationsparameter identifiziert, die optimal zur Erzeugung neuroplastischer Erregbarkeitsveränderungen der Hirnrinde geeignet sind. Relevante Parameter sind Stimulationsdauer, -stärke und -wiederholung. Für die optimierten Stimulationsprotokolle werden die physiologischen Mechanismen durch transkranielle Magnetstimulation (TMS), Elektroenzephalographie (EEG) und funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT) untersucht. Es wird schließlich exploriert, ob bei psychiatrischen Erkrankungen häufig verwendete pharmakologische Interventionen die Effekte verändern. In der zweiten Projektphase (Monate 25-36) wird untersucht, inwiefern sich die Ergebnisse auf den präfrontalen Kortex, ein bevorzugtes Ziel vieler Interventionsverfahren, übertragen lassen. Die physiologischen Veränderungen werden durch kombinierte TMS und EEG, funktionelle Effekte durch die Kombination der tDCS mit einer Arbeitsgedächtnisaufgabe untersucht. In der dritten Projektphase (Monate 37-48) wird bei depressiven Patienten untersucht, inwiefern vor therapeutischer Intervention pathologisch veränderte Neuroplastizität vorliegt, ob diese durch eine über sechs Wochen andauernde Behandlung mit optimierten Stimulationsprotokollen restituiert werden kann, und inwiefern dieses mit klinischen Verbesserungen assoziiert sind. Diese Studie wird in Zusammenarbeit mit der Arbeitsgruppe der LMU durchgeführt (GCBS-WP6).

Anhaltende Verbesserung mangelnder kognitiver Kotrolle durch mit transkranieller Gleichstromstimulation (tDCS) unterstütztem Training - WP4

Förderkennzeichen: 01EE1403D
Gesamte Fördersumme: 456.778 EUR
Förderzeitraum: 2015 - 2020
Projektleitung: Prof. Dr. Christian Plewnia
Adresse: Eberhard Karls Universität Tübingen, Universitätsklinikum, Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie
Calwerstr. 14
72076 Tübingen

Anhaltende Verbesserung mangelnder kognitiver Kotrolle durch mit transkranieller Gleichstromstimulation (tDCS) unterstütztem Training - WP4

Ziel des Verbundes ist die Weiterentwicklung von Hirnstimulationsverfahren zu einem klinisch-relevanten, therapeutischen Methodenspektrum in der Psychiatrie. Ziel des Forschungsprojektes ist es zu untersuchen wie mittels transkranieller Gleichstromstimulation (tDCS) die kognitive Kontrolle über die Verarbeitung emotionaler Wahrnehmung und dessen Verbesserung durch Training bei Gesunden und bei Patienten mit Depression unterstützt werden kann. Die tDCS ist ein Verfahren mit welchem kortikale Aktivität gesteigert (anodal) bzw. reduziert (kathodal) werden kann. Die Fähigkeit zur kognitiven Kontrolle über emotionale Wahrnehmung wird durch eine Aufgabe geprüft und trainiert bei der einstellige Zahlen auditiv präsentiert und die jeweils zuletzt dargebotene Zahl mit der davor addiert werden soll. Die Geschwindigkeit der Darbietung der Zahlen steigt in Abhängigkeit der Richtigkeit der Ergebnisse. Bei Fehlern wird das Intervall zwischen den präsentierten Zahlen reduziert. Diese Aufgabe erfordert fokussierte Aufmerksamkeit und die Inhibition negativer Affekte. Die erfolgreiche Hemmung von Ärger und Frustration steht in positivem Zusammenhang mit dem Erfolg. Mit der hier untersuchten Kombination des Trainings dieser Aufgabe und tDCS sollen die Wirkmechanismen und neurophysiologischen Grundlagen der antidepressiven nicht-invasiven Hirnstimulation untersucht und neue Möglichkeit zur Verbesserung der Behandlung depressiver Störungen entwickelt werden. Zunächst werden die Effekte unterschiedlicher Stimulationspolaritäten (anodal, kathodal) und Stimulationsstärken (1mA, 2mA) sowie unterschiedlicher Stimulationsareale (linker und rechter dorsolateraler Präfrontalkortex) auf das Training kognitiver Kontrollfähigkeit gesunder Versuchspersonen geprüft. Danach werden die am besten wirksamen Parameter bei Patienten mit Depression angewandt. Gleichzeitig werden neurophysiologische, genetische und geschlechtsspezifische Einflussfaktoren auf die Effektivität dieser Intervention untersucht.

Pathophysiologiespezifische Entwicklung der transkraniellen Gleichstromstimulation (tDCS) des präfrontalen Kortex – Untersuchungen zur funktionellen MRT-Konnektivität - WP5

Förderkennzeichen: 01EE1403E
Gesamte Fördersumme: 505.888 EUR
Förderzeitraum: 2015 - 2020
Projektleitung: PD Dr. Frank Padberg
Adresse: Klinikum der Universität München, Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie
Nußbaumstr. 7
80336 München

Pathophysiologiespezifische Entwicklung der transkraniellen Gleichstromstimulation (tDCS) des präfrontalen Kortex – Untersuchungen zur funktionellen MRT-Konnektivität - WP5

Ziel des Verbundes GCBS ist die Weiterentwicklung von Hirnstimulationsverfahren zu einem klinisch-relevanten, therapeutischen Methodenspektrum in der Psychiatrie. Bei Depressionen und Angststörungen spielen Regionen des präfrontalen Kortex eine zentrale Rolle für die Pathophysiologie. Für die weitere Entwicklung einer spezifischen und individualisierten therapeutischen Anwendung der transkraniellen Gleichstromstimulation des präfrontalen Kortex ist die Untersuchung der Wirkung auf physiologischer Ebene entscheidend. Dieses Projekt untersucht die Interaktion von Stimulation und regionaler Hirnfunktion mittels funktioneller Magnetresonanztomographie in Kombination mit Aktivierungsparadigmen und Elektroenzephalograpie bei Gesunden und Patienten mit Depression und Angststörung im Vergleich, um eine pathologiespezifische Entwicklung effektiver tDCS-Formen zu ermöglichen. Im Rahmen des Projektes sollen in aufeinander aufbauenden experimentellen Blöcken folgende Untersuchungen durchgeführt werden: Block 1 (Monate 1-24): Untersuchung von tDCS mit verschiedenen Zielregionen bei gesunden Probanden mittels Off- und Online-fMRT einschließlich funktioneller Paradigmen (Arbeitsgedächtnis oder Go-No Go-Tasks). Block 2 (Monate 25-36): Vergleich von Konnektivitätsveränderungen nach anodaler und Placebo-Stimulation zwischen MD-Patienten und gesunden Probanden. Block 3 (Monate 37-48): Vergleich von Konnektivitätsveränderungen nach anodaler und Placebo-tDCS zwischen Patienten mit spezifischer Phobie (Spinnenphobie) und gesunden Probanden. Als funktionelles Paradigma wird bei Block 2 die Präsentation emotionaler Stimuli im Kontext kognitiver Leistungen (v.a. kognitiver Kontrolle) und in Block 3 antizipatorische Angst vor phobischer Stimuluspräsentation untersucht.

PsychotherapiePlus- Augmentation von Kognitiv-Behavioraler Psychotherapie mit präfrontaler Gleichstromstimulation bei Patienten mit Major Depression - WP6

Förderkennzeichen: 01EE1403F
Gesamte Fördersumme: 955.482 EUR
Förderzeitraum: 2015 - 2021
Projektleitung: Prof. Dr. Malek Bajbouj
Adresse: Charité - Universitätsmedizin Berlin, Campus Benjamin Franklin, Klinik und Hochschulambulanz für Psychiatrie und Psychotherapie
Eschenallee 3
14050 Berlin

PsychotherapiePlus- Augmentation von Kognitiv-Behavioraler Psychotherapie mit präfrontaler Gleichstromstimulation bei Patienten mit Major Depression - WP6

Ziel des GCBS-Konsortiums ist, Stimulationsverfahren zur Therapie psychischer Erkrankungen zu etablieren. Dabei ist das Ziel dieses Teilprojektes die Überprüfung der Wirksamkeit der Gleichstromstimulation bei denjenigen depressiven Patienten, die auf klassische psychotherapeutische oder psychopharmakologische Interventionen nicht adäquat ansprechen. Mit der transkraniellen Gleichstromstimulation können gezielt Lernvorgänge verbessert werden. Sie stellt somit eine mögliche Technik dar, mit der in Psychotherapien stattfindende Lernvorgänge verstärkt werden können. Im dieser multizentrischen klinischen Studie wird bei Patienten mit Depressionen die Wirksamkeit einer mit Gleichstromstimulation unterstützten Psychotherapie in einem Placebo-kontrollierten Design verglichen und untersucht. In der Initiierungsphase (Monat 1-4) erfolgt ein Training der einzelnen Studienzentren sowie parallel die erfolgreiche Beantragung der Bewilligung durch die Ethikkommissionen der beteiligten Studienzentren (Meilenstein 1). In der folgenden Rekrutierungsphase (Monate 5-34) erfolgt die Rekrutierung von insgesamt 90 Patienten (Meilensteine 2 bis 5 nach 30, 60, 90 Patienten sowie Meilenstein 6 nachdem der letzte Patient die Follow-Up Phase beendet haben wird). In der anschließenden Auswertungsphase (34-42) werden die klinischen Daten ausgewertet und wissenschaftlich veröffentlicht (Meilenstein 7). Die Gesamtstudie ist auf 42 Monate ausgelegt.

Transkranielle Gleichstromstimulation (tDCS) zur Behandlung der Major Depression - Eine prospektive, multizentrische, doppelblinde, randomisierte, plazebo-kontrollierte Studie (DepressionDC) - WP7

Förderkennzeichen: 01EE1403G
Gesamte Fördersumme: 1.159.733 EUR
Förderzeitraum: 2015 - 2021
Projektleitung: PD Dr. Frank Padberg
Adresse: Klinikum der Universität München, Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie
Nußbaumstr. 7
80336 München

Transkranielle Gleichstromstimulation (tDCS) zur Behandlung der Major Depression - Eine prospektive, multizentrische, doppelblinde, randomisierte, plazebo-kontrollierte Studie (DepressionDC) - WP7

Ziel des Verbundes German Center for Brain Stimulation (GCBS) ist die Weiterentwicklung von Hirnstimulationsverfahren zu einem klinisch-relevanten, therapeutischen Methodenspektrum in der Psychiatrie. Mittel- und langfristig soll damit die Behandlung psychischer Erkrankungen, insbesondere von Krankheitsbildern, die wenig oder nicht ausreichend auf die bisherigen Therapieansätze (vor allem Pharmakotherapie und Psychotherapie) ansprechen, verbessert werden. Die randomisierte, plazebo-kontrollierte Multicenter-Studie untersucht daher die Sicherheit und Wirksamkeit der präfrontalen tDCS bei depressiven Patienten, die bisher nicht ausreichend auf eine antidepressive Behandlung mit einem selektiven Serotonin-Wiederaufnahmehemmer (SSRI) angesprochen haben. Im Falle des Wirksamkeitsnachweises könnte die tDCS als neue Behandlungsform eingeführt werden, bei negativem Ergebnis wird die Studie v.a. eine weitere Einschätzung zur Sicherheit der tDCS ermöglichen. Bei der beantragten Studie handelt es sich um eine randomisierte, plazebo-kontrollierte Studie mit zwei parallelen Gruppen (A – Verum-tDCS; B – Plazebo-tDCS). In die Studie werden 152 Patienten mit Depression eingeschlossen. Die Patienten werden über 28 Monate in fünf Zentren rekrutiert (München, Tübingen, Berlin, Regensburg, Wasserburg). Nach einer Screening-Phase werden die Patienten zu einer Verum- oder Plazebo-tDCS über sechs Wochen randomisiert. Alle Patienten erhalten in den ersten vier Wochen eine tDCS mit fünf Behandlungen/Woche, in den Wochen fünf und sechs mit zwei Behandlungen/Woche. Es ist eine Follow-up Phase mit Evaluation nach drei und sechs Monaten vorgesehen. Die klinische Evaluation von Wirksamkeit und Sicherheit erfolgt mit etablierten Instrumenten. Um die neurobiologischen Mechanismen der tDCS zu beleuchten sollen 1) in allen Zentren Proben für genetische/epigenetische Untersuchungen asserviert werden und 2) bizentrisch fMRT-Untersuchungen zur strukturellen und funktionellen Konnektivität durchgeführt werden (Kooperation mit WP5).