Zentrum für MR-Forschung
Die Forschungsarbeiten am Zentrum für MR-Forschung des Kinderspitals Zürich richten sich nach dem Forschungsschwerpunkt Neurowissenschaften der medizinischen Fakultät, des Zentrums für Neurowissenschaften und des Zentrums für Integrative Humanphysiologie der Universität Zürich.
Aktuelle Projekte
Dyskalkulie
Dyskalkulie ist eine spezifische Lernstörung, welche die Zahlenverarbeitung und das Rechnen betrifft. Etwa fünf Prozent der Kinder sind von einer Dyskalkulie betroffen.
Fetal Developmental Imaging
We are an interdisciplinary research group and part of the Center for MR-Research, University Children's Hospital Zürich.
Fokussierter Ultraschall
Ultraschall ist die am häufigsten benutzte Methode der Bilddiagnostik.
Ultraschall kann aber auch für therapeutische Zwecke genutzt werden, wie wir aus der Physiotherapie, vom Zahnarztbesuch oder von der Nierensteinzertrümmerung wissen.
In unserer Forschung untersuchen wir, wie wir mit fokussiertem Ultraschall und Ultraschall-Kontrastmittel («Microbubbles») den gezielten Transport von therapeutischen Wirkstoffen ins Gehirn verbessern könnten. Unsere Erfahrungen im Tiermodell und die entsprechenden Resultate internationaler Gruppen bis hin zu frühen klinischen Studien sind vielversprechend. Wir beschäftigen uns deshalb sehr intensiv mit Fragen, wie wir diese neue Technologie künftig in Patienten einsetzen könnten.
Unsere Forschung wird unterstützt von
Fokussierter Ultraschall für die inzisionslose Behandlung von Bewegungsstörungen
Die klinischen Eingriffe mit fokussiertem Ultraschall werden seit Juli 2019 am UniversitätsSpital Zürich durchgeführt. Für Informationen wenden Sie sich bitte an das
Zentrum für Bewegungsstörungen und funktionelle Neurochirurgie:
Hirnphysiologie und Hirnentwicklung
Dieses Projekt wird in Zusammenarbeit mit anderen führenden Forschenden aus dem Bereich der pädiatrischen Bildgebung, Entwicklungspsychiatrie und Psychologie sowie Endokrinologie durchgeführt.
Es sollen in diesem Projekt spezielle Bildgebungsmethoden angewendet werden, wie der Magnetresonanztomografie (MRT), der Magnetresonanzspektroskopie (MRS), das Durchblutungs-MRT, die Elektroenzephalographie (EEG), sowie die Methode der kombinierten EEG und funktionellen MRT (EEG-fMRT) Messung. Da diese Bildgebungsmethoden auf unterschiedlichen Kontrastmechanismen beruhen, können unterschiedliche neurophysiologische (Entwicklungs-)Prozesse untersucht werden, die sich gegenseitig beeinflussen.
Die multimodale Bildgebung basiert somit auf der Kombination verschiedener Bildgebungsmethoden, die einen detaillierten Einblick in die Zusammenhänge neuronaler Prozesse erlauben, welche mittels einzelner Bildgebungsverfahren nur begrenzt untersucht werden können. So können mittels der EEG-fMRT Messung funktionelle neuronale Prozesse sowohl räumlich als auch zeitlich hoch aufgelöst werden. Speziell kann die Anwendung multimodaler Bildgebung dazu genutzt werden, um ein detailliertes klinisches Bild hinsichtlich einer (neuro-)radiologischen Diagnose zu erstellen. Zudem kann durch die multimodale Bildgebung eine Fülle von Informationen gesammelt werden, die zu einem besseren Verständnis grundlegender neurophysiologischer Prozessen führen könnten.
Dies ist die erste Studie, die mittels modernster MRS Technik die Verteilung von zentralen Botenstoffen, den sogenannten Neurotransmittern, im Gehirn Jugendlicher und Kinder untersuchen wird. Diese Botenstoffe sind an fundamentalen neurophysiologischen Prozessen beteiligt, um das Gleichgewicht zwischen Erregung und Hemmung im Gehirn aufrecht zu erhalten. Es wird angenommen, dass eine anormale Verteilung dieser Botenstoffe für verschiedene klinische Störungen sowie Entwicklungsstörungen, wie der Aufmerksamkeitsdefizit-/Hyperaktivitätsstörung (ADHS) und Epilepsie, mitverantwortlich ist. In dieser Studie wollen wir die Veränderungen von Botenstoffen in Kindern, Jugendlichen, und Erwachsenen mit und ohne ADHS untersuchen. Zudem soll in diesen Gruppen untersucht werden, ob es einen Zusammenhang zwischen der Verteilung von Botenstoffen, Blutfluss, Hormonkonzentrationen, sowie der Interaktion zwischen EEG und fMRT gibt. Diese Messungen sollen während Ruhe sowie kognitiver Aufgaben durchgeführt werden. Speziell wird erwartet, dass die mittels EEG-fMRT gemessene Hirnaktivität vom Gleichgewicht zwischen Erregung und Hemmung abhängt. Allerdings ist der genaue Zusammenhang zwischen Hirnströmen (EEG), Sauerstoffveränderungen (fMRT), und Botenstoffen (MRS) weder bei Kindern noch bei Erwachsenen untersucht worden. Wir hoffen deshalb, dass unsere Arbeit einen Beitrag dazu leisten kann, physiologische Hirnprozesse, sowie deren Regulation, während der Hirnentwicklung besser verstehen zu können.
Diese Arbeit wird durch Gelder vom Zürcher Zentrum für Integrative Humanphysiologie (ZIHP) finanziell unterstützt.
Rehabilitation nach einer Hirnschädigung
Rehabilitation bei Kindern und Jugendlichen nach einer Hirnschädigung (z.Bsp. nach einem Schlaganfall oder einem Schädel-Hirn-Trauma) ist ein herausforderndes Unterfangen. Ein Grund dafür ist die grosse Variabilität zwischen den Patientinnen und Patienten.
Diese Variabilität ist auf unterschiedliche Faktoren zurückzuführen, wie z.Bsp. die betroffenen Hirnareale, Schweregrad und Grösse der Läsion, Alter und Entwicklung des Kindes, sowie die Beeinträchtigung verschiedener kognitiven und sensor-motorischen Funktionen. Diese Faktoren, zusammen mit der spontanen neurologischen Genesung, spezifischen, akuten Therapiemassnahmen und der multidisziplinären Rehabilitation, bestimmen den Verlauf der Erholung dieser Patienten. Die Bedeutung einzelner Faktoren ist jedoch grösstenteils unbekannt und lässt Fragen für laufende Studien offen.
Bildgebende Verfahren, wie zum Beispiel die Magnetresonanztomographie (MRT), haben bereits bewiesen, dass betroffene Areale nach einer Hirnläsion eine Angiogenesis und Neurogenesis vorzeigen (Sztriha et al., 2012). Diese Restrukturierung des Gehirns ist bei Kindern und Erwachsenen vorhanden und beeinflusst die Erholung und die Rehabilitation der Patienten (Chollet, 2013). Gezielte Therapien, die diese bestimmte Restrukturierung des Gehirns fördern, könnten zu einer besseren Erholung der Patienten beitragen. Gegenwärtig sind jedoch die neuronalen Wechselwirkungen der Rehabilitation kaum bekannt und lassen die Frage offen, wie die Rehabilitationstherapien auf die funktionelle und strukturelle Plastizität des Gehirns wirken. In dieser Studie wollen wir der Frage nachgehen, wie die Rehabilitation die Regeneration des Gehirns stimulieren kann, wobei die MRT Einblicke in die Verbesserung dieser Reorganisation zeigen kann.
Das Ziel dieser Studie ist festzustellen, wie sich das Gehirn nach einer Hirnschädigung während der Rehabilitation reorganisiert und wie Veränderungen in dieser Reorganisation mit den neurologischen, motorischen und kognitiven Veränderungen korrelieren. Auch möchten wir untersuchen, ob wir bestimmte Marker in Hirnstrukturen und Hirnaktivitätsmuster identifizieren können, welche als Prädiktor für die Erholung der Patientin oder des Patienten dienen können. Dafür wollen wir Veränderungen und Restrukturierung des Gehirns am Anfang und Ende der Rehabilitation messen und diese mit neurologischen, funktionellen und kognitiven Tests vergleichen, welche routinemässig in der Rehabilitation durchgeführt werden
Finanzierung
Anna Müller Grocholski-Stiftung, Klinische Forschungsschwerpunkte (KFSP Projekt der Med.Fak, UZH), Mäxi-Stiftung, OPO-Stiftung
Projektdauer
September 2013 –
Die Forschungsgruppe des Zentrum für MR-Forschung setzt sich aus mehreren graduierten und postgraduierten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern der Fachrichtungen Medizin, Physik, Biochemie, Neurobiologie und Psychologie zusammen.
Unsere Forschung richtet sich nicht nur nach internationalen Ethikrichtlinien, wir versuchen auch, unseren jungen Versuchspersonen eine möglichst angenehme und spielerische Atmosphäre zu schaffen. Dazu tragen modernste audio-visuelle Unterhaltungsmöglichkeiten bei, die es erlauben, die Untersuchungen so kurzweilig wie möglich zu gestalten.
