II Sensorik / Schmerzverarbeitung / affektive und pharmakologische Schmerzmodulation

Der Forschungsschwerpunkt II beschäftigt sich mit unterschiedlichen Aspekten der sensorischen Verarbeitung im Gehirn, u.a. mit der multisensorischen Integration sowie der affektiven und pharmakologischen Schmerzmodulation.
Sensorische Stimuli werden üblicherweise nicht isoliert (e.g. unimodal) im Gehirn prozessiert. In den vergangenen Jahren rückten zunehmend bildgebende Untersuchungen in den Vordergrund, welche untersuchen, wie Stimuli unterschiedlicher sensorischer Modalitäten interagieren und so Wahrnehmung und Verhalten determinieren Multisensorische Integration (MSI) bezieht sich dabei auf den Einfluss einer sensorischen Modalität auf eine andere sensorische Modalität und kann sich neurophysiologisch als Signalverstärkung, aber auch als Signalminderung relativ zur stärksten unimodalen Antwort manifestieren. Determinanten solcher multimodalen Signalverstärkungen sind zeitliche und räumliche Konkordanz sensorischer Inputs.

Im Rahmen drittmittelgeförderter Projekte (Volkswagenstiftung Forschergruppe I/80 722, seit 10/2005 “Audio-visual processing of speech and non-speech oral gestures: Plasticity of cross-modal integration“) zur visuo-audio-motorischen Integration und mittels in-house etablierter Paradigmen zur „Sonifikation“ (siehe Abbildung) untersuchen wir das Zusammenspiel zwischen multimodaler Reizperzeption und motorischer Verarbeitung. Durch die sog. „Sonifikation“ lassen sich Bewegungsparameter akustisch transformieren. Mit Hilfe der zusätzlichen „akustischen“ Bewegungsinformation lässt sich die Evaluation und Ausführung von Bewegungsabläufen verbessern. Klinische Relevanz ist im Hinblick auf Rehabilitation von Bewegungsdefiziten denkbar (Scheef et al., Brain Res, 2009, in press).

Legende: Audio-visuelle Integration: fMRT Untersuchung sonifizierter Bewegungsstimuli (Scheef et al., Brain Res, 2008, in press: Multimodal Motion Processing in Area V5/MT: Evidence from an Artificial Class of Audio-Visual Events)

Ferner interessieren wir uns für die affektive Modulation standardisierter nozizeptiver Reize (Hitzeschmerzreizung; Laser). Derzeit untersuchen wir die Schmerzmodulation bei Marathonläufern. Unterstützt durch den Nachweis belastungsindizierter endogener Opiatfreisetzungen in schmerzverarbeitenden Arealen bei Marathonläufern (Boecker et al., Cereb Cortex, 2008), werden nun in einem randomisierten Design (Gehen / Laufen)  die Effekte einer zweistündigen Ausdauerbelastung auf die Verarbeitung eines standardisierten Hitzeschmerzreizes untersucht (Scheef et al., in Vorbereitung). Darauf aufbauend sollen die Effekte der Ausdauerbelastung bei Patienten mit chronischen Schmerzsyndromen untersucht werden.

Ferner werden im Rahmen eines drittmittelgeförderten Kooperationsprojektes (Lilly Deutschland GmbH) mit der Psychiatrischen Klinik der Universität Bonn (PI: Prof. W. Maier und Prof. H. Schild. Projektleitung: Dr. L. Scheef) die Effekte des Antidepressivums Duloxetin bei Patienten mit somatoformer Schmerzstörung untersucht. Hier steht, neben der Untersuchung der Wirkungsweise des Pharmakons, vor allem die Frage nach prospektiven Markern im Vordergrund, die eine Aussage über Wirksamkeit bzw. Therapieerfolg erlauben. 

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