Visual Universitätsmedizin Mainz

Bewegungsstörungen, Neurostimulation und Bildgebung

Neben der klinischen Tätigkeit ist die wissenschaftliche Arbeit eine wichtige Aufgabe der Sektion für Bewegungsstörungen und Neurostimulation an der Universitätsmedizin Mainz. In unseren Projekten untersuchen wir, wie verschiedene Gehirnareale bei gesunden Personen und Patienten mit neurologischen Erkrankungen miteinander interagieren. Hierbei stehen Aspekte der Konnektivität und der Reorganisation im Mittelpunkt des wissenschaftlichen Interesses. Wir nutzen bildgebende, nicht-invasiv stimulierende und elektrophysiologische Verfahren um die Physiologie und Pathophysiologie u.a. des menschlichen motorischen Systems zu erforschen.

Aktuell arbeiten wir an mehreren Studien bei Patienten mit Bewegungsstörungen (u.a. M. Parkinson) und sind an Projekten zur Optimierung der Wirkmechanismen der tiefen Hirnstimulation beteiligt.

Dabei kooperiert die Sektion für Bewegungsstörungen und Neurostimulation mit anderen Arbeitsgruppen der Universitätsmedizin Mainz: Klinik für Neurologie (Neuroimmunologie, AG Birklein), mit dem Neuroimaging Center Mainz (NIC), Deutsches Resilienz-Zentrum (DRZ), AG Emotion regulation und Impulskontrolle (ERIC) der Klinik für Psychiatrie (PD Dr. med. Tüscher) und AG Molecular Imaging and Optogenetics (Institut für mikroskopische Anatomie und Neurobiologie, Prof A. Stroh).

Mitglieder

 

Post-docs/Wissenschaftliche Mitarbeiter 

PhD Kandidaten

MTA

Nationale und internationale Kooperationen bestehen u.a. mit folgenden Institutionen und Arbeitsgruppen:

-    Jun.-Prof. Dr. Ing Muthuraman Muthuraman, Uniklink Mainz, Biomedizinische Statistik und multimodale Signalverarbeitung
-    Prof. G: Deuschl, Klinik für Neurologie Kiel 
-    Prof. J. Volkmann, Klinik für Neurologie Würzburg
-    Prof. H. Siebner, Centre for Functional and Diagnostic Imaging and Research, Danish Research Centre for Magnetic Resonance

Methoden

  1. Nicht-invasive Neurostimulation. Die transkranielle magnetische Stimulation (TMS) stellt ein Verfahren dar, mit welchem berührungslos und schmerzfrei Nerven- und Muskelzellen nach dem Prinzip des Induktionsgesetztes erregt werden können. Die Methode wird zu Analysen und Modulation der kortikalen Erregbarkeit eingesetzt Mithilfe multifokaler TMS werden Konnektivitätsstudien konzipiert und durchgeführt.
  2. Tiefe Hirnstimulation: Studien zu den systemischen Mechanismen der tiefen Hirnstimulationsbehandlung werden bei Patienten mit Bewegungsstörungen (u.a. M. Parkinson und mit essentiellem Tremor) konzipiert und durchgeführt. Ziel dieser Studien ist eine Verbesserung des klinischen Ansprechens und Reduktion der möglichen Nebenwirkungen nach einer optimierten Implantation der Stimulationselektroden in Anbetracht der mithilfe der Kernspintomografie dargestellten Konnektivität.
  3. Strukturelle Kernspintomographie wird mit Auswerteverfahren der diffusionsgewichteten Bildgebungstechniken, probabilistischer Traktographie (FSL, SPM, VBM) sowie der T1-Aufnahmen (Freesurfer, SPM) zur Netzwerkcharakterisierung (BCT, NBS) und Konnektivitätsanalysen angewandt.
  4. Gleichstromstimulation (tDCS) wird zur Modulation der zerebralen Erregbarkeit im Rahmen von Studien zum Auslösen von plastischen Veränderungen verwendet.
  5. EEG-Analysen (ereigniskorrelierte Potentiale, langsame Hirnpotentiale, ereigniskorrelierte Potentiale bzw. Lateralisierungen, Zeit- und Frequenzspektrumanalysen, samt EEG-EEG und EEG-EMG Kohärenz- und Power-Messungen) werden zur Abbildung kortikaler Korrelate der zerebralen Funktionen verwendet. Simultane TMS-EEG Techniken werden zur Veränderung der oszillatorischen Aktivität angewandt.
  6. Neuropsychologische Untersuchungsparadigmen (Wahlselektions-Reaktionszeit-Aufgaben, kontinuierliche bzw. intermittierende akustische oder visuelle Stimulationen) werden entwickelt um die sensomotorischen, visomotorischen und kognitiven Prozesse adäquat zu modulieren und zu erfassen.
  7. Kinematische Messverfahren werden zur Erfassung von Bewegungsausführung angewandt.

Ausgewählte Publikationen

Muthuraman M*, Bange M*, Koirala N, Ciolac D, Pintea B, Glaser M, Tinkhauser G, Brown P, Deuschl G, Groppa S (2020) Cross-frequency coupling between gamma oscillations and deep brain stimulation frequency in cortico-subcortical networks in Parkinson’s disease patients. Brain in press (*equally contributing)

 

Gonzalez-Escamilla G, Muthuraman M, Reich MM, Koirala N, Riedel C, Glaser M, ..., Groppa S (2019) Cortical Network Fingerprints Predict Deep Brain Stimulation Outcome in Dystonia. Movement Disorders

 

Krämer J, Cerina M, Zipp F, Brück W, Groppa S, Meuth S (2019) Imaging in mice and men: pathophysiological insights into multiple sclerosis from conventional and advanced MRI techniques. Progress in Neurobiology

 

Muthuraman M, Raethjen J, Koirala N, Anwar AR, Mideksa KG, Elble R, Groppa S*, Deuschl G* (2018) Cerebello-cortical network fingerprints differ between essential, Parkinson's and mimicked tremors. Brain (*equally contributing)

 

Fleischer V, Radetz A, Ciolac D, Muthuraman M, Gonzalez-Escamilla G, Zipp F, Groppa (2017) Graph theoretical framework of brain networks in multiple sclerosis: A review of concepts. Neuroscience

 

Groppa S, Herzog J, Falk D, Riedel C, Deuschl G, Volkmann J (2014) Physiological and anatomical decomposition of subthalamic neurostimulation effects in essential tremor. Brain

 

Vollständige Publikationsliste hier verfügbar

 

 

Arbeitsgruppe
Bewegungsstörungen und Neurostimulation

Gruppenleitung
Prof. Dr. Sergiu Groppa
Klinik und Poliklinik für Neurologie
Langenbeckstr. 1
55131 Mainz
 E-Mail

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