AG Bewegungsstörungen

Unter Bewegungsstörungen werden unterschiedliche Krankheitsbilder verstanden, welche die Ausführung von willkürlichen und unwillkürlichen Bewegungen sowie die Körperhaltung beeinträchtigen und nicht primär aufgrund von Lähmungen, epileptischen Störungen oder orthopädischen Erkrankungen entstehen. Man kann also auch allgemeiner von zentralmotorischen Innervationsstörungen sprechen. Häufige Beispiele für derartige Erkrankungen sind die Parkinson-Syndrome, Tremores, Dystonien, Myoklonien, Ticstörungen, Choreatische Bewegungsstörungen, Kleinhirnerkrankungen, die Wilson-Erkrankung und andere vererbbare Bewegungsstörungen. (vgl. auch www.bewegungsstoerungen-charite.de).

Gemeinsamer Nenner dieser Erkrankungen ist neben der pathologischen Veränderung von sogenannten subkortikalen Hirngebieten (das sind Areale, die unterhalb der Hirnrinde lokalisiert sind, also tief im Hirninnern) der „öffentliche“ Charakter dieser Erkrankungen. Den Betroffenen ist die Erkrankung sozusagen auf den Leib geschrieben, sie sind „stigmatisiert“. Die Behandlung von Bewegungsstörungen spiegelt den Wandel der Neurologie vom diagnostischen zum therapeutischen Fach wieder; so wurden in den letzten 50 Jahren hoch wirksame Therapieschemata für Bewegungsstörungen entwickelt: neben der L-DOPA-Therapie bei der Parkinsonerkrankung ist hier z.B. die tiefe Hirnstimulation (Hirnschrittmacher) zu erwähnen, die sich bei Bewegungsstörungen wie Morbus Parkinson und Dystonie in den letzten Jahren als besonders effektiv erwiesen hat. Trotz dieser Fortschritte besteht jedoch ein großer Forschungsbedarf, da eine Heilung von Bewegungsstörungen auch heute noch nicht möglich ist. Die Arbeitsgruppe für Bewegungsstörungen an der Neurologischen Klinik der Charité befasst sich sowohl auf klinischer und neurophysiologischer als auch auf tierexperimentell-wissenschaftlicher Ebene mit diesen Erkrankungen.

Klinik

In der Ambulanz für Bewegungsstörungen (mit je einem Standort am Campus Virchow Klinikum (CVK) bzw. am Campus Benjamin Franklin (CBF)) werden ca. 1000 Patienten jährlich behandelt - mit den Schwerpunkten Parkinson-Syndrome und Dystonien. Routinemäßig kommen an beiden Standorten Injektionen mit den Botulinumtoxinen gegen Dystonien (info@dystonie.de) bzw. diverse Medikamente bei den Parkinson-Syndromen zur Anwendung. Studien, sowohl in nationaler als auch in internationaler Kooperation, zielen auf die Verbesserung der Behandlungsmöglichkeiten von Bewegungsstörungen und ermöglichen eine intensivere Patientenbetreuung. Ein Forschungsschwerpunkt am Campus Virchow untersucht die Behandlung von Bewegungsstörungen (Hirnschrittmachersprechstunde, siehe Web-Seite sowie telefonische Beratung jeden 1. Mittwoch von 17-19.00 unter 0172-4596992) mit der sogenannten tiefen Hirnstimulation (Parkinson, Tremor, Dystonien) in enger neurochirurgischer Kooperation. Darüber hinaus wird nach neuen Therapiemöglichkeiten bei sogenannten atypischen Parkinsonsyndromen geforscht. Eine Spezialsprechstunde für Tic-Erkrankungen findet in Kooperation am Campus Charité Mitte (Psychiatrie – Charité Mitte Prof. Heinz, PD Dr. Ströhle, 030 – 450 517 095) statt. Eine Sprechstunde für Botulinumtoxin-Behandlungen bei Spastik (2 Sprechstundentage pro Woche, Anmeldung unter 030 – 450 660038) ist am Campus Virchow Klinikum etabliert.

Wissenschaftliche Projekte

Trotz guter Behandlungsmöglichkeiten sind die neurophysiologischen Grundlagen von Bewegungsstörungen und insbesondere der Wirkmechanismus der tiefen Hirnstimulation bislang nicht gut verstanden. Unsere Arbeitsgruppe versucht in einem multidisziplinären und translationalen Ansatz die zellulären und systemphysiologischen Mechanismen der tiefen Hirnstimulation sowie die funktionelle Bedeutung der Basalganglien für die Pathophysiologie von Bewegungsstörungen im Tierexperiment und am Menschen zu erforschen.

Klinisch-neurophysiologische Projekte (Leitung Prof. Dr. Andrea A. Kühn):

Die Gruppe “Motor Neuroscience” beschäftigt sich mit der Erforschung der physiologischen Grundlagen der Bewegungsstörungen, insbesondere mit Fragen zur Kortex-Basalganglien-Physiologie und deren Modulation durch die tiefe Hirnstimulation bei Patienten mit Morbus Parkinson und Dystonie. Zur Untersuchung der Arbeitsweise des Gehirns kommen verschiedene neurophysiologische Methoden zur Ableitungen der neuronalen Aktivität aus den Basalganglien und vom Kortex zum Einsatz. Der direkte Zugang zu den Basalganglien im Rahmen der Therapie zur tiefen Hirnstimulation (THS) wird genutzt, um intraoperativ Einzelzellaktivität über Mikroelektroden und postoperativ lokale Feldpotentiale (LFP) über die implantierten tiefen Hirnelektroden abzuleiten. Parallel dazu erfolgt die Messung kortikaler Aktivität mit EEG und Magnetencephalographie (MEG), sowie eine Modulation der Kortexaktivität durch transkranielle Magnetstimulation (TMS). In aktuellen Studien wird der Wirkmechanismus der THS untersucht und unterschiedliche motorische, kognitive und emotionale Aspekte der Kortex-Basalganglien-Physiologie erforscht:

Motorik

Ein Schwerpunkt ist die Erforschung des Zusammenspiels von motorischem Kortex und Basalganglien bei der Planung und Durchführung von Bewegung und ihre Veränderung bei gestörten Bewegungsabläufen (Parkinson, Dystonie). Hier werden mittels Analyse von Multi-Unit-Aktivität und LFP-Aktivität aus Basalganglienkernen grundlegende Mechanismen der neuronalen Kodierung von Bewegungsparametern untersucht. Ebenso versuchen wir, den Wirkmechanismus der tiefen Hirnstimulation weiter zu erforschen.
Verantwortliche Mitarbeiter: Ewgenia Barow, Christof Brücke, Antje Bock, Julius Hübl, Daniel Kroneberg

Exekutive Funktionen

In weiteren Projekten untersuchen wir die Funktion der Basalganglien bei Handlungsüberwachung und Fehlerdetektion. Hier werden während der Ausführung von Reaktionszeit-Konfliktaufgaben sowie überlernten motorischen Aufgaben lokale Feldpotentiale direkt aus den Basalganglien des Menschen  aufgezeichnet und analysiert.
Verantwortliche Mitarbeiter: María Herrojo Ruiz, Sandy Siegert

Emotion

Nebenwirkungen der THS bei Parkinsonpatienten umfassen Apathie, Depression, aber auch manische Phasen. Wir untersuchen die Veränderungen innerhalb der affektiven Kortex-Basalganglien-Schleife bei Patienten mit Morbus Parkinson und schwerer Depression (in Kooperation mit Prof. Dr. M. Bajbouj, Dr. A. Merkl, Klinik für Psychiatrie, Charité) und korrelieren neurophysiologische Parameter der affektiven Reizverarbeitung mit neuropsychiatrischen Parametern vor und nach THS.
Verantwortliche Mitarbeiter: Julius Hübl, Katharina Degen

Kooperationen

Prof. Dr. Peter Brown, Radcliff Infirmary, Oxford, UK
Prof. Dr. Joachim Krauss, Klinik für Neurochirurgie, Medizinische Hochschule Hannover, Hannover
Prof. Dr. Bart Nuttin, Klinik für Neurochirurgie, Katholieke Universiteit Leuven, Belgien
Dr, Tilmann Sander, Physikalisch-Technische Bundesanstalt, Berlin

Tierexperimentelle Projekte (Leitung Prof. Dr. Andreas Kupsch):

In enger Kooperation mit dem Institut für Pharmakologie und Toxikologie und Psychiatrie der Charité (Prof. Morgenstern) und Psychiatrie (PD Dr. Juckel) werden tierexperimentell die tiefe Hirnstimulation und die Neurotransplantation (Stichwort Stammzellforschung) weiter entwickelt. Es bestehen insbesondere enge Kontakte und Kooperationen (inklusive Austauschstipendien) zu Arbeitsgruppen in Bordeaux (Dr. Meissner, Prof. Gross) und Sheffield (PD Dr. Bandmann). Weitere Kooperationen umfassen Projekte mit Arbeitsgruppen in New York, Lund und Marseille.

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Ausgewählte Publikationen

Deuschl G, Schade-Brittinger C, Krack P, Volkmann J, Schafer H, Botzel K, Daniels C, Deutschlander A, Dillmann U, Eisner W, Gruber D, Hamel W, Herzog J, Hilker R, Klebe S, Kloss M, Koy J, Krause M, Kupsch A, Lorenz D, Lorenzl S, Mehdorn HM, Moringlane JR, Oertel W, Pinsker MO, Reichmann H, Reuss A, Schneider GH, Schnitzler A, Steude U, Sturm V, Timmermann L, Tronnier V, Trottenberg T, Wojtecki L, Wolf E, Poewe W and Voges J.

A randomized trial of deep-brain stimulation for Parkinson's disease. N Engl J Med. 2006;355(9): 896-908.

Gruber D, Trottenberg T, Kivi A, Schönecker T, Kopp UA, Hoffmann KT, Schneider GH, Kühn AA and Kupsch A.

Long-term effects of pallidal deep brain stimulation in tardive dystonia. Neurology. 2009;73(1): 53-8.

Harnack D, Meissner W, Jira JA, Winter C, Morgenstern R and Kupsch A.

Placebo-controlled chronic high-frequency stimulation of the subthalamic nucleus preserves dopaminergic nigral neurons in a rat model of progressive Parkinsonism. Exp Neurol. 2008 210(1): 257-60.

Kühn AA, Kempf F, Brucke C, Gaynor Doyle L, Martinez-Torres I, Pogosyan A, Trottenberg T, Kupsch A, Schneider GH, Hariz MI, Vandenberghe W, Nuttin B and Brown P.

High-frequency stimulation of the subthalamic nucleus suppresses oscillatory beta activity in patients with Parkinson's disease in parallel with improvement in motor performance. J Neurosci. 2008;28(24): 6165-73.

Kühn AA, Tsui A, Aziz T, Ray N, Brucke C, Kupsch A, Schneider GH and Brown P.

Pathological synchronisation in the subthalamic nucleus of patients with Parkinson's disease relates to both bradykinesia and rigidity. Exp Neurol. 2009;215(2): 380-7.

Kühn AA, Williams D, Kupsch A, Limousin P, Hariz M, Schneider GH, Yarrow K and Brown P.

Event-related beta desynchronization in human subthalamic nucleus correlates with motor performance. Brain. 2004;127(Pt 4): 735-46.

Kupsch A, Benecke R, Muller J, Trottenberg T, Schneider GH, Poewe W, Eisner W, Wolters A, Muller JU, Deuschl G, Pinsker MO, Skogseid IM, Roeste GK, Vollmer-Haase J, Brentrup A, Krause M, Tronnier V, Schnitzler A, Voges J, Nikkhah G, Vesper J, Naumann M and Volkmann J.

Pallidal deep-brain stimulation in primary generalized or segmental dystonia. N Engl J Med. 2006;355(19): 1978-90.

Lipp A, Sandroni P, Ahlskog JE, Maraganore DM, Shults CW and Low PA.

Calf venous compliance in multiple system atrophy. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2007 293(1): H260-5.

Lipp A, Sandroni P, Ahlskog JE, Fealey RD, Kimpinski K, Iodice V, Gehrking TL, Weigand SD, Sletten DM, Gehrking JA, Nickander KK, Singer W, Maraganore DM, Gilman S, Wenning GK, Shults CW and Low PA.

Prospective differentiation of multiple system atrophy from Parkinson disease, with and without autonomic failure. Arch Neurol. 2009;66(6): 742-50.

Schönecker T, Kupsch A, Kühn AA, Schneider GH and Hoffmann KT.

Automated Optimization of Subcortical Cerebral MR Imaging-Atlas Coregistration for Improved Postoperative Electrode Localization in Deep Brain Stimulation. AJNR Am J Neuroradiol. 2009.

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