Das BMBF ist Partner der multilateralen Förderinitiative „Collaborative Research in Computational Neuroscience (CRCNS)“ der US-amerikanischen National Science Foundation (NSF). In diesem Rahmen fördert das BMBF den deutschen Partner in gemeinsamen Projekten zwischen deutschen, amerikanischen, israelischen und französischen Forschungsgruppen.
In diesem Verbundprojekt arbeiten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universitäten Freiburg und Gießen mit zwei amerikanischen Arbeitsgruppen an der Temple University Philadelphia und der University of Minnesota zusammen.
Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es, die Wirkmechanismen der nichtinvasiven Hirnstimulationstechniken aufzuklären. Nichtinvasive Hirnstimulationstechniken - wie die Transkranielle Magnetstimulation (TMS) - werden in der Diagnostik und Therapie eingesetzt, zum Beispiel zur Verbesserung von Lernfähigkeiten nach einem Schlaganfall. Da die stimulierenden Magnetfelder von außen angewendet werden und die Haut und den intakten Schädelknochen durchdringen, gilt dieses Verfahren unter Beachtung etablierter Sicherheitsrichtlinien als ungefährlich. Trotz ihres mittlerweile breiten klinischen Einsatzes sind die Wirkmechanismen der Hirnstimulation noch weitgehend unerforscht.
In diesem Projekt werden die mit TMS erzeugten Magnetfelder mithilfe von Computermodellen in den Schichten der Hirnrinde simuliert. Die Computermodelle ergänzen tierexperimentelle Untersuchungen und sollen dabei helfen aufzuklären, welche Anpassungsreaktionen und Veränderungen bei Nervenzellen und neuronalen Netzwerken durch eine Magnetfeld-Stimulation ausgelöst werden.
Mithilfe der Projektergebnisse könnten die Mechanismen aufgeklärt werden, die bewirken, dass bestimmte Gehirnfunktionen – wie zum Beispiel Lernen und Gedächtnis – über eine Stimulation beim Gesunden und Kranken verbessert werden können. Dies könnte auch zu besseren Therapieansätzen für die Behandlung von Patienten mit Hirnschäden führen.
