Methoden

Zur Bestimmung verschiedener Risikomarker für neurodegenerative Erkrankungen wird Biomaterial entnommen, analysiert und aufbewahrt. Das Zusammenführen der Ergebnisse von Biomaterial und klinischen Untersuchungen soll helfen, neurodegenerative Erkrankungen zu charakterisieren, um Erkrankungen möglichst frühzeitig erkennen und besser einteilen zu können.

Mit Hilfe der Elektroenzephalographie werden elektrische Signale, die bei Gehirntätigkeit auf natürlicher Weise entstehen, mittels Oberflächenelektroden an der Kopfhaut mit hoher zeitlicher Auflösung aufgezeichnet. Die Untersuchung ist ungefährlich, schmerzlos und beliebig oft wiederholbar.

Die Magnetresonanztomographie (MRT, auch Kernspintomographie genannt) ermöglicht hochaufgelöste Bildaufnahmen von Gehirnstrukturen (strukturelle MRT) und die Darstellung von Aktivierungsänderungen im Gehirn (funktionelle MRT, fMRT) mit Hilfe von Magnetfeldern. Die Arbeitsgruppe MRT Physik des DZNE betreibt zwei Tomographen: einen 3 Tesla (Siemens® Skyra) und einen 7 Tesla Tomographen (Siemens®), die in Kooperation mit dem Zentrum für klinische Forschung genutzt werden. Tesla bezeichnet die Magnetfeldstärke. Während 3 Tesla auch bei Geräten für medizinisch diagnostische Zwecke angewandt wird, werden 7 Tesla-Geräte derzeit nur für Forschungszwecke verwandt. Weltweit gibt es nur ca. 100 solcher 7 Tesla-Geräte.

Der Einsatz eines Eyetrackers im Rahmen von klinischen Studien ermöglicht es, den Zusammenhang von Augenbewegungsstörungen und kognitiven sowie motorischen Veränderungen im Rahmen von neurodegenerativen Erkrankungen zu untersuchen.

Die Aufzeichnung der Augenbewegung erfolgt über eine Kamera unter Anwendung eines schwachen Infrarot-Lichtstrahls und ist weder unangenehm noch schädlich für die Augen.

Die Optische Kohärenztomographie (OCT) erlaubt eine exakte Darstellung des Augenhintergrundes (einschließlich Papille, Makula und Aderhaut). Mit Hilfe von unschädlichem Laserlicht wird ohne Strahlenbelastung und Berührung des Auges eine Bildschichtaufnahme der Netzhaut in kurzer Zeit angefertigt.

Bei der Positronen-Emissions-Tomographie handelt sich um eine nuklearmedizinische Methode, die es gestattet, Einblicke in vielfältige Hirnfunktionen zu gewinnen, z.B. den Glukosestoffwechsel, die Ablagerungen von krankheitsrelevanten Proteinen (z.B. Beta-Amyloid), oder die Verfügbarkeit von Rezeptoren für Hirnbotenstoffe (z.B. Dopamin).

Diese Untersuchung erfolgt in Kooperation mit der Klinik und Poliklinik für Nuklearmedizin des Uniklinikums Bonn.

In unseren Studien zum Einfluss von körperlichem Training auf kognitive Funktionen und Volumen bestimmter Hirnareale findet die Spiroergometrie Anwendung.

Der Proband sitzt auf einem speziellen Fahrrad (Ergometer), die Belastung (Watt) wird in 2-minütigen Intervallen um jeweils 10-50 Watt gesteigert. Während dieser Belastung werden EKG und Blutdruck kontrolliert, die Atemgase (Sauerstoffaufnahme/-verbrauch) werden über eine auf Mund und Nase sitzende Maske gemessen.

Die Spiroergometrie spiegelt das Zusammenspiel von Herz, Lunge, Kreislauf und Stoffwechsel wieder und findet Anwendung in der Sportmedizin/Leistungsdiagnostik. Sie kann als objektives Maß zur Kontrolle des Trainingserfolgs  eingesetzt werden.

Hierbei handelt es sich um eine nebenwirkungsfreie bildgebende Untersuchung ohne Strahlenbelastung, mit der Veränderungen der Gefäßwände (z.B. hirnversorgende Gefäße im Halsbereich oder im Kopf), Veränderungen des Gehirngewebes (z.B. Änderung des Signalverhaltens in der Substantia nigra bei Morbus Parkinson) sowie Veränderung von peripheren Nerven dargestellt werden können.