Der operative Eingriff zur Gewichtsreduktion gewinnt immer mehr an Priorität. Die neueste Methode ist der Roux-Y-Magenbypass, bei dem ein Teil des Dünndarms verkürzt wird. Dies bewirkt, dass weniger Nahrung vom Körper aufgenommen und gespeichert werden kann. Zudem tritt das Sättigungsgefühl schneller ein, der Mensch nimmt folglich an Gewicht ab.

Es konnte bereits mehrfach belegt werden, dass der Eingriff mit einer deutlichen Reduktion von Körpergewicht, Diabetesraten und anderen kardiovaskulären Risikofaktoren, wie etwa einer Herzinsuffizienz, assoziiert ist.

Mittels der funktionellen Magnetresonanztomographie (fMRT) wird untersucht, welche Auswirkungen die Operation auf die Gehirnfunktionen hat.

Mobilität hat einen entscheidenden Einfluss auf die Selbstständigkeit, weshalb Gehen eine wichtige Rolle für die Lebensqualität spielt und Einschränkungen des Gehens als besonders beeinträchtigend empfunden werden. Auch zahlreiche neurologische Krankheitsbilder, u.a. Neuropathien, Schlaganfälle, Multiple Sklerose und Morbus Parkinson sind durch eine Gangstörung charakterisiert. Um Auffälligkeiten des Gangbildes frühzeitig zu detektieren, werden sensorbasierte Ganganalysen eingesetzt. Das GAITRite®-System hat sich als Goldstandard etabliert und ermöglicht durch das einfache Überschreiten eines Teppichs, der zahlreiche Sensoren enthält, Gangparameter wie Gehgeschwindigkeit, Schrittlänge, Schrittweite und deren Schwankungen zu detektieren.  Nachteile des Systems sind allerdings die nicht unerheblichen Kosten sowie die Notwendigkeit geschulten Personals, weshalb das GAITRite®-System nur in speziellen klinischen Einrichtungen zur Verfügung steht. Um eine Ganganalyse in Arztpraxen und Pflegeheimen zu ermöglichen, sind daher einfachere und kostengünstigere Systeme notwendig. Im Rahmen einer Studie, die in Kooperation mit dem Institut für Informatik (OFFIS) erfolgt, soll zunächst untersucht werden, ob eine 3D-Verbraucherkamera, die Microsoft® 40 Azure™ Kinect™ (Microsoft Corporation, WA, USA) Gangparameter im Vergleich zum Goldstandard der GAITRite® Electronic Walkway (2) valide messen kann. Da die kamerabasierte Detektion auch eine Erfassung des Mitschwingens der Arme sowie eine Analyse der Geschwindigkeit, Amplitude und Rhythmik der Handbewegungen ermöglicht, soll im Weiteren eine komplexe Analyse von Bewegungsmustern mit der Microsoft® 40 Azure™ Kinect™ im klinischen Setting und in der Häuslichkeit der Patienten erfolgen.   

Referenzen

(1) Bamji, C.S.; Mehta, S.; Thompson, B.; Elkhatib, T.; Wurster, S.; Akkaya, O.; Payne, A.; Godbaz, J.; Fenton, M.; Rajasekaran, V.; Prather, L.; Nagaraja, S.; Mogallapu, V.; Snow, D.; McCauley, R.; Mukadam, M.; Agi, I.; McCarthy, S.; Xu, Z.; Perry, T.; Qian, W.; Chan, V.H.; Adepu, P.; Ali, G.; Ahmed, M.; Mukherjee, A.; Nayak, S.; Gampell, D.; Acharya, S.; Kordus, L.; O’Connor, P. IMpixel 65nm BSI 320MHz demodulated TOF Image sensor with 3µm global shutter pixels and analog binning. Digest of Technical Papers - IEEE International 337 Solid-State Circuits Conference 2018, 61, 94–96. doi:10.1109/ISSCC.2018.8310200.

(2) Inc, C.S. GAITRite electronic walkway technical reference manual, 2013.

Das Schlaf-Apnoe Syndrom (SAS) ist eine der häufigsten Schlafstörungen, jeder 4. Mann und jede 10. Frau zeigen relevante Atempausen im Schlaf, die ein Risikofaktor für vaskuläre Erkrankungen sind. Patienten mit einem obstruktiven Schlaf-Apnoe Syndrome (OSAS) finden sich vor allem in der HNO Klinik und der Neurologie. 75% aller Schlaganfallpatienten haben ein SAS, aber nur 2% dieser Patienten werden einer Diagnostik zugeführt, vermutlich weil diese aufwendig ist und die Ressourcen limitiert sind.

Der Apnoe-Hypopnoe Index (AHI) bezeichnet in der Schlafmedizin die durchschnittliche Anzahl von Apnoe- und Hypopnoe Episoden pro Stunde. Er definiert und graduiert schlafbezogene Atemstörungen wie das OSAS hinsichtlich der Schwere und dient als Richtwert für eine Behandlung. Screening Methoden sind entweder teuer oder wissenschaftlich schlecht oder nicht validiert, so dass ein ubiquitär verfügbares und günstiges Verfahren, welches einfach und effektiv den Verdacht auf ein OSAS nachgeht, fehlt. Der AHI errechnet sich aus den im Schlaflabor ermittelten Parametern des Atemflusses, der Thorax-Exkursion und der Sauerstoffentsättigung des Blutes, welche zu einer Weckreaktion führt. In der Literatur bestehen einige vielversprechende Ansätze einfachere Biomarker zu kombinieren, um den AHI zu prädizieren.

In diesem Projekt sollen Informationen aus mobil erfassten Biosignalen (Akustik, Elektroenzephalogramm, Atembewegungen, Elektrokardiogramm, Pulsyoxymetrie) mittels Machine-Learning Algorithmen reduziert werden und mit deren Kombination zuverlässig der AHI prädiziert werden. Mit der robusten Prädiktion des AHI wäre die Grundlage für ein diagnostisches Supportsystem zur Prävention geschaffen.

Kognitive Neurologie beschäftigt sich mit kognitiven Einschränkungen (z.B. Gedächtnis, Wahrnehmung, Sprache) als Folge von Erkrankungen des Zentralnervensystems. Unser Fokus liegt spezifisch auf kognitiven Symptomen der Parkinsonerkrankung. Parkinson ist eine neurodegenerative Erkrankung, die vorrangig mit einer Verschlechterung der motorischen Fähigkeiten assoziiert wird. Weniger bekannt ist, dass Parkinson auch Defizite kognitiver Funktionen, wie der Entscheidungsfähigkeit (im Kontext der Experimentellen Psychologie) und der kognitiven Kontrolle der Patient_Innen, zur Folge hat. Hierzu werden derzeit an der Universitätsklinik mehrere Studien durchgeführt.

Eines unserer Projekte beschäftigt sich damit, wie Patient_Innen mit einer Parkinsonerkrankung ihnen bekannte Informationen für ihre Entscheidungen nutzen. Aktuelle Studien deuten darauf hin, dass Patient_Innen mit Morbus Parkinson ein Defizit bei der Integration von vorher bekannten Informationen in ihren Entscheidungsprozess haben. Dabei ist dieses Defizit keine Nebenwirkung Parkinson-typischer Medikamentation, sondern wird vielmehr mit einer Dysfunktion der Basalganglien in Zusammenhang gebracht. Ziel dieser Studie ist eine genauere Untersuchung der Ursache dieses Defizits und eine stärkere Eingrenzung des Phänomens. Hierfür werden Verhaltensdaten zusammen mit elektrophysiologischen Aufnahmen der Kortexaktivität verwendet.

In einem anderen Projekt beschäftigen wir uns mit möglichen Defiziten der kognitiven Kontrolle bei einer Parkinsonerkrankung. Grundsätzlich beschreibt die kognitive Kontrolle die Fähigkeit das eigene Verhalten einem variablen Kontext der Umgebung anzupassen und zu regulieren. Theoretische Modelle dieser Funktion postulieren hierbei, dass bei Kontrollfunktionen zwei unterschiedliche Mechanismen unterschieden werden können: Einen Mechanismus der bewussten aktiven Kontrolle und einen unbewussten Mechanismus der passiven Kontrolle. Beide Mechanismen sind in Patient_Innen mit einer Parkinsonerkrankung nur unzureichend untersucht. Mittels Verhaltensexperimenten und elektrophysiologischer Auswertungen der Kortexaktivität möchten wir erforschen, inwiefern aktive und passive Kontrollmechanismen bei einer Parkinsonerkrankung eingeschränkt sind oder erhalten bleiben.

Das Immunsystem wirkt im gesamten Organismus. Als Abwehrsystem dient es zum Schutz und zu dessen Integrität. Allerdings kann ein auto-aggressives Verhalten des Immunsystems an unterschiedlichen Organsystemen auftreten, die zu Erkrankungen führen. So können beispielhaft am peripheren Nervensystem (PNS) eine Polyneuropathie und am zentralen Nervensystem (ZNS) die Multiple Sklerose (MS) als deren häufigste Form einer autoimmunen Erkrankung auftreten.

Bei der MS werden Strukturen des Gehirns und des Rückenmarks als fremd erkannt und bekämpft. Dabei wird durch ein Netzwerk unterschiedlicher Zellen des Immunsystems eine lokale Entzündungsreaktion ausgelöst, wodurch es zu einer Schädigung des Gewebes kommt und zu Ausfallerscheinungen. Das Krankheitsbild der MS ist allerdings deutlich bunter ausgeprägt und nicht nur durch lokale Schädigungen erklärt. So können alltagsbeeinträchtigende systemische Symptome wie eine chronische Erschöpfung (Fatigue) und teilweise kognitive Beeinträchtigungen auftreten.

Unser Forschungsinteresse bezieht sich daher neben der experimentellen Erforschung des Immunsystem (z. B. Zusammenspiel von B- und T-Zellen) und dessen Interaktion mit dem Nervensystem auch auf klinische Untersuchungen, z. B. den systematischen Aspekten der MS.

Nicht-motorische Symptome bei Morbus Parkinson

Der Morbus Parkinson gehört zu den häufigsten neurodegenerativen Erkrankungen weltweit und obwohl in der Behandlung der Parkinsonkrankheit oft die Therapie der motorischen Symptome im Vordergrund steht, zeigen Studien, dass nicht-motorische Symptome die Lebensqualität der Patienten stärken beeinflussen als motorische Symptome. Da die Bedeutung nicht-motorischer Symptome bei Parkinsonpatienten und deren Behandlungsbedürftigkeit in den letzten Jahren an Stellenwert gewonnen haben, erfolgen derzeitig an der Universitätsklinik für Neurologie Studien dazu.

Eine Studie untersucht wie zuverlässig Parkinsonpatienten aus der Erinnerung heraus die Ausprägung nicht-motorischer Symptome im OFF angeben können (wie dies im Rahmen der ärztlichen ambulanten Konsultation erfolgt). Im Rahmen der Studie erfolgt unter kontrollierten Bedingungen im stationären Rahmen eine ausführliche Testung um nachzuweisen, ob die Angaben, die Parkinsonpatienten zur Ausprägung nicht-motorischer Symptome in einem vorgestellten schlecht medizierten Zustand machen, sich von den Angaben in einem real schlecht-medizierten Zustand (vor einem L-Dopa Test, der im Rahmen der Parkinsondiagnostik indiziert ist) unterscheiden. Zur Erhebung wurde ein Ipad basierter Fragebogen entwickelt, der zukünftig möglicherweise Parkinsonpatienten als App zur Verfügung gestellt werden könnte.

Ein anderes Projekt untersucht den Effekt einer non-invasiven nicht-medikamentösen Behandlungsmethode, der transkutanten Vagusnervstimulation (t-VNS) auf nicht-motorische Symptome, v.a. Stimmung und kognitive Funktionen bei Parkinsonpatienten. Die t-VNS basiert darauf, dass ein sensibler Ast des Vagusnervs in der Region der Ohrmuschel mit elektrischen Impulsen durch die Haut hindurch stimuliert werden kann und hat die europäische Zulassung (CE-Zeichen) zur Behandlung von Epilepsien, Depression und Schmerz. Im Rahmen der Studie untersuchen wir neben dem Effekt der t-VNS auf die Stimmung depressiver Parkinsonpatienten auch den Einfluss auf kognitive Funktionen, da die t-VNS indirekt zu einer Aktvierung von Hirnstammkernen, wie  dem Locus coeruleus führt, einem Kerngebiet, dessen Fehlfunktion bei der Parkinson-Erkrankung für Symptome wie gestörte Exekutivfunktionen und Depression verantwortlich gemacht wird. Zudem werden die akuten Effekte der t-VNS auf physiologische Parameter, wie z.B. die Pupillomotorik untersucht.