Kognitives Training bei Alzheimer-Patienten bewertet mit fMRT, H-MRS und DTI

Projektdetails:

Thematik: Diagnostik
Förderstatus: abgeschlossen
Art der Förderung: Standard Projekt
Institution: Universitätsklinikum Frankfurt, Universität Maastricht
Projektleiter: Prof. Dr. David Linden / Prof. Dr. Rainer Goebel
Laufzeit: 01. November 2003 - 31. Oktober 2005
Fördersumme: 59.000,00 Euro
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Projektbeschreibung

Obwohl in letzter Zeit bei der Entwicklung von Anti-Demenz-Medikamenten einige Fortschritte zu verzeichnen waren, wurde bei der wirkungsvollen Behandlung der Alzheimer-Krankheit bisher noch kein „Durchbruch“ erzielt. Daher werden zusätzliche therapeutische Strategien benötigt, die die kognitiven Fähigkeiten verbessern oder zumindest deren Verschlechterung verzögern. Es konnte nachgewiesen werden, dass die kognitive Tätigkeit in der Kindheit und Jugend, aber auch noch im Alter statistisch gesehen das Alzheimer-Risiko senkt. Spezielle Programme zum kognitiven Training könnten daher ein viel versprechendes Hilfs­mittel für die Behandlung der Alzheimer-Krankheit sein. Hierbei ist die Entwicklung von Techniken zur Messung von physiologischen Veränderungen im Gehirn, die durch ein solches Training hervorgerufen werden, von größter Bedeutung.

In der Studie werden die Veränderungen in den Hirnaktivierungsmustern von Alzheimer-Patienten nach einem 4-wöchigen Gedächtnistrainings-Programm mit Hilfe der funktionellen Magnetresonanztomographie (fMRT) untersucht. Des Weiteren wird in diesem deutsch-niederländischen Projekt von Dr. Dr. med. David Linden, Universität Frankfurt, und Prof. Dr. Rainer Göbel, Universität Maastricht, erforscht, ob anhand des Stoffwechselmusters im Hirngewebe (gemessen mit MR-Spektroskopie) und der Integrität von Faserbündeln (gemessen mit Diffusions-Tensor-Bildgebung, DTI) die Auswirkungen des Trainings auf das Verhalten und im physiologischen Bereich vorhergesagt werden können. Hierbei besteht die Hoffnung, dass mit Hilfe der Forschungsergebnisse Alzheimer-Patienten erkannt werden können, die auf das kognitive Training besonders gut ansprechen werden.

Abschlussbericht

Working memory is a central cognitive function that is often disturbed in patients with dementia. Our aim is to create cognitive training protocols that will help patients regain or preserve this function. We tested a computer-based working-memory training program over four weeks in patients with Mild Cognitive Impairment and control subjects. It has been recognized that a certain proportion of MCI patients progress to develop dementia. MCI is therefore a good preclinical model for the study of the pathophysiology of dementia. An important insight from our study is that both subjects with MCI and healthy control subjects equally improved on the memory task. Participants with the highest improvement on the task also had subjective benefits in their every-day life. They reported improved concentration and faster access to memory in everyday situations e.g. during shopping or during conversation.

The fMRI findings revealed that most areas of the brain were less active during the memory encoding task after the training. This might reflect a move towards more automatic processing. However, the posterior cingulate region was more active after the task. Thus, the underlying mechanisms of neuronal adaptation may include both a more efficient processing (activation decrease in posttest compared to pretest) and the involvement of new brain areas that potentially support memory-formation and –consolidation processes. We are currently investigating the MR-spectroscopy data for relevant findings in these areas.

In sum, our study indicates that a computerized and standardized working memory program over four weeks can be beneficial to working-memory performance in healthy elderly subjects and subjects with objective memory impairments and that this improvement is accompanied by processes of functional reorganization in several brain areas.

Wissenschaftliche Publikationen auf Basis des geförderten Projekts

Bledowski, C., Cohen Kadosh, K., Wibral, M., Rahm, B., Bittner, R.A., Hoechstetter, K., Scherg, M., Maurer, K., Goebel, R., Linden, D.E.J. (2006). Mental chronometry of working memory retrieval: a combined functional magnetic resonance imaging and event-related potentials approach. J Neurosci., 26:821-9.

Schönmeyer, R., Prvulovic, D., Rotarska-Jagiela, A., Haenschel, C., and Linden, D. E. (2006). Automated segmentation of lateral ventricles from human and primate magnetic resonance images using cognition network technology. Magnetic Resonance Imaging, 24(10):1377-1387.

Schönmeyer, R., Rotarska-Jagiela, A., Prvulovic, D., Haenschel, C., Linden, D.E.J., „Vollautomatische Segmentierung der weißen Hirnsubstanz oberhalb der Seitenventrikel aus kernspintomographischen Datensätzen“. In: „Bildverarbeitung für die Medizin 2006 - Algorithmen Systeme Anwendungen“, Proceedings des Workshops 2006 in Hamburg, Ed.: W. Brauer; Reihe Informatik aktuell, Springer-Verlag, Berlin Heidelberg 2006.

Prvulovic, D., Van de Ven, V., Sack, A. T., Maurer, K., and Linden, D. E. (2005). Functional activation imaging in aging and dementia. Psychiatry Research: Neuroimaging, 140(2):97-113.

Schönmeyer, R., Prvulovic, D., Rotarska-Jagiela, A., Dallmann, K., Haenschel, C., Athelogou, M., Linden, D.E.J., „Automatisierte Segmentierung der Seitenventrikel des menschlichen Gehirns aus kernspintomographischen Datensätzen“. In: „Bildverarbeitung für die Medizin 2005 - Algorithmen Systeme Anwendungen“, Proceedings des Workshops 2005 in Heidelberg, Ed.: W. Brauer; Reihe Informatik aktuell, Springer-Verlag, Berlin Heidelberg 2005.



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Zehn Jahre hat Christa Schneider ihre an Alzheimer erkrankte Mutter Trudi begleitet. In einem bewegenden Interview erzählt sie von ihren Erfahrungen mit der Krankheit. Ihr Fazit: vorbeugen so gut es geht und spenden für die Alzheimer-Forschung.

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