fMRT-basiertes Neurofeedback motorbezogener kortikaler Regionen als neue therapeutische Strategie zur Behandlung des Tourette-Syndroms

• Antragstellerinnen: Professorin Dr. Kirsten Müller-Vahl; Professorin Dr. Irene Neuner
• Fachliche Zuordnung: Klinische Psychiatrie, Psychotherapie und Kinder- und Jugendspychiatrie
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 498047458

Das Tourette-Syndrom (TS) ist durch das kombinierte Auftreten von motorischen und vokalen Tics gekennzeichnet, die häufig von Verhaltensstörungen, kognitiven und affektiven Störungen begleitet werden. Ursächlich wird eine Störung in kortiko-striato-thalamo-kortikalen Netzwerken angenommen, die für die motorische Kontrolle und Impulskontrolle verantwortlich sind. Das Ziel dieser Studie ist es, Patienten mit TS so anzuleiten, dass sie in der Lage sind, ihre Hirnaktivität im supplementär-motorischen Areal (SMA) zu kontrollieren. Die SMA ist eine Hirnregion, die mit der Entstehung von Tics in Verbindung gebracht wurde.Im Rahmen dieser Studie erfolgt eine Behandlung mit Echtzeit-Neurofeedback während einer Untersuchung mittels funktioneller Magnetresonanztomografie (fMRT). Diese Technik ermöglicht die Visualisierung der Aktivität ausgewählter Hirnregionen, während sie erzeugt wird (d. h. in "Echtzeit"). Indem den Patienten diese Aktivität während der fMRT-Untersuchung gezeigt wird, können sie lernen, diese zu kontrollieren. Wir vermuten, dass eine solche Kontrolle und Funktionsänderung der SMA nachfolgend zu einer Reduktion der Tics führt.Sowohl die experimentelle als auch die Kontroll-Patient:innengruppe absolvieren das Neurofeedback-Training während der fMRT-Messung an zwei separaten Tagen. Während die experimentelle Gruppe ein Feedback aus der SMA erhält, wird der Kontrollgruppe ein Feedback aus einer alternativen Kontrollregion gegeben. Vor und nach dem Neurofeedback-Training werden zusätzlich umfangreiche klinische und neuropsychologischen Untersuchungen durchgeführt, um den Einfluss des Neurofeedbacks auf die Tics und andere Symptome des TS beurteilen zu können. Darüber hinaus soll die Netzwerkorganisation der kortiko-striato-thalamo-kortikalen Netzwerke im Ruhezustand untersucht werden. Wir werden maschinelles Lernen einsetzen, um Prädiktoren für die SMA-Regulation in Ruhenetzwerken zu identifizieren. Dies wird Aufschluss über die Netzwerkstrategien von Respondern geben und bei der Planung bewusster Strategien für Non-Responder helfen, um die therapeutischen Ergebnisse zu verbessern.Mit dieser Methode präsentieren wir einen neuartigen Ansatz, indem wir fMRT-basiertes Neurofeedback einsetzen, um die Kontrolle über motorische Areale und folglich die unwillkürlichen Tics zu erhöhen. Unser Ziel ist es festzustellen, ob Patienten mit TS in der Lage sind, ihre lokale Gehirnaktivität zu verändern und ob dies einen positiven Einfluss auf ihre Symptome hat. Unsere Haupthypothesen lauten, dass erstens ein derartiges Neurofeedback-Training die Tic-Schwere in der experimentellen Patient:innengruppe, nicht aber in der Kontrollgruppe reduziert, dass zweitens die Neurofeedback-basierte Modulation der SMA-Aktivierung Veränderungen der Aktivität und Konnektivität motorbezogener Hirnschaltkreise hervorruft und dass drittens das Ergebnis des Neurofeedback-Trainings durch die topologische Netzwerkorganisation des Gehirns in Ruhe vorhergesagt werden kann.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen