Verbund

DYNASTI - Patientenspezifische dynamische Modellierung und Optimierung der Tiefen Hirnstimulation

Die Parkinson-Krankheit ist durch das fortschreitende Absterben der Dopamin-produzierenden Nervenzellen gekennzeichnet. Der Mangel an Dopamin führt letztlich zu einer Verminderung der aktivierenden Wirkung der Basalganglien auf die Großhirnrinde und somit zu den charakteristischen Bewegungsstörungen. Die Symptome können häufig mit der Methode der Tiefen Hirnstimulation (deep brain stimulation = DBS) gemildert werden.

Das Dynasti Forschungs-Konsortium widmet sich der Erstellung von patientenspezifischen dynamischen Modellen zur Optimierung der DBS. Ziel ist es, die derzeitige Praxis der Auswahl von Stimulationsimpulsbreite, -amplitude und -frequenz nach Trial-and-Error Verfahren durch eine modellbasierte, patientenspezifische Berechnung zu ersetzen. Dies wird erreicht, indem Erkenntnisse aus neuen klinischen Studien in individualisierte mathematische Modelle einfließen, die klinisch relevante DBS-Programmierwerkzeuge untermauern.

Im Rahmen des deutschen Projekts werden aus elektroenzephalographischen Aufzeichnungen berechnete evozierte Potenziale unter DBS mit klinischen Scores in Beziehung gesetzt, die aus strukturellen und funktionellen Neurobildgebungsdaten abgeleitet werden. So soll ein dynamisches und räumlich hochauflösendes optimales Konnektivitätsprofil berechnet werden, welches mit maximaler Symptomlinderung bei der Parkinsonerkrankung einhergeht.

Der Verbund DYNASTI ist Teil des transnationalen EU-Programms zur Erforschung neurodegenerativer Erkrankungen (EU Joint Programme – Neurodegenerative Disease Research, JPND).

Teilprojekte

Elektrische Stimulation zur Identifizierung neuer Biomarker des Cortex-Basalganglien-Netzwerks

Förderkennzeichen: 01ED2101
Gesamte Fördersumme: 225.941 EUR
Förderzeitraum: 2021 - 2024
Projektleitung: Dr. Andreas Horn
Adresse: Charité - Universitätsmedizin Berlin, Campus Charité Mitte, Klinik für Neurologie mit Experimenteller Neurologie
Charitéplatz 1
10117 Berlin

Elektrische Stimulation zur Identifizierung neuer Biomarker des Cortex-Basalganglien-Netzwerks

Das Dynasti Forschungs-Konsortium widmet sich der Erstellung von patientenspezifischen dynamischen Modellen zur Optimierung der Tiefen Hirnstimulation. Die Vision ist es, die derzeitige Praxis der Auswahl von Stimulationsimpulsbreite, -amplitude und -frequenz nach Trial-and-Error Verfahren durch eine modellbasierte, patientenspezifische Berechnung zu ersetzen. Dies wird erreicht, indem Erkenntnisse aus neuen klinischen Studien in individualisierte mathematische Modelle einfließen, die klinisch relevante DBS-Programmierwerkzeuge untermauern. Um die interdisziplinäre Natur des Optimierungsproblems zu reflektieren, setzt sich das Konsortium aus Neurologen, Elektro- und Steuerungsingenieuren, Informatikern, Bewegungswissenschaftlern und Neurochirurgen aus vier europäischen Ländern zusammen. In diesem Teilprojekt werden aus elektroenzephalographischen Aufzeichnungen berechnete evozierte Potenziale unter tiefer Hirnstimulation mit klinischen Verbesserungsscores und Netzwerkmaßen in Beziehung gesetzt, die aus strukturellen und funktionellen Neurobildgebungsdaten abgeleitet werden. So soll ein dynamisches und räumlich hochauflösendes optimales Konnektivitätsprofil berechnet werden, welches mit maximaler Symptomlinderung bei der Parkinsonerkrankung einhergeht.