Zwei ERC Synergy Grants kommen an die Charité
Die Charité – Universitätsmedizin Berlin holt zwei Auszeichnungen im Bereich Hirnforschung an Haus.
Hohe Auszeichnung für die Hirnforschung an der Charité – Universitätsmedizin Berlin: ERC Synergy Grants des Europäischen Forschungsrats sind Forschungsvorhaben vorbehalten, die so komplex und anspruchsvoll sind, dass sie nur in Kooperation mehrerer herausragender Wissenschaftler*innen gelingen können. Gleich zwei dieser Projekte konnte die Charité jetzt ans Haus holen: PTSDynamicTwin, koordiniert durch Prof. Petra Ritter, Neurowissenschaftlerin am Berlin Institute of Health in der Charité (BIH), zusammen mit zwei internationalen Partnern, und IMMUNE-MEMORY, das Charité-Psychologin Prof. Claudia Buß mit drei weiteren internationalen Forschenden umsetzen wird. Jedes der Projekte erhält in den kommenden sechs Jahren eine Unterstützung von zunächst rund 10 Millionen Euro.
Als Mitbegründerin der digitalen Forschungsplattform The Virtual Brain arbeitet Petra Ritter seit vielen Jahren daran, komplexe Hirnnetzwerke im Computer möglichst realistisch zu simulieren, um auf dieser Basis individuelle Krankheitsverläufe vorherzusagen. Auch im aktuellen Vorhaben kommen virtuelle Gehirnmodelle zum Einsatz.
Digitaler Hirnzwilling zeigt, wann die Seele aus dem Takt gerät
Warum entwickeln manche Menschen nach traumatischen Erlebnissen wie Unfällen, Naturkatastrophen oder Krieg eine chronische posttraumatische Belastungsstörung (PTBS), während andere seelisch wieder ins Gleichgewicht finden? Genau dieser Frage will das Projekt PTSDynamicTwin unter der Koordination von Petra Ritter an Charité und BIH nachgehen. Zur Umsetzung des Vorhabens mit im Boot: Traumaforscherin Prof. Thalma Hendler von der Tel Aviv University und der japanische Hirnforscher und Physiker Dr. Mitsuo Kawato.
„Die Fähigkeit, flexibel auf Veränderungen zu reagieren, entscheidet, ob ein Mensch widerstandsfähig bleibt oder erkrankt“, sagt Petra Ritter. Um herauszufinden, welche Prozesse darüber entscheiden, ob die Anpassung an schwerwiegende Veränderungen gelingt oder nicht, betrachten die Forschenden das Gehirn nicht bloß als starre Momentaufnahme, sondern in seinen natürlichen, dynamischen Schwankungen. Dafür nutzen sie die Open-Source-Plattform The Virtual Brain, mit der sie individuelle Gehirnmodelle am Computer simulieren können. Aus Hirnscans, tragbaren Alltagssensoren und Verhaltenstests entsteht so ein „digitaler Zwilling“ des Gehirns. Mit ihm kann das Team die persönliche Hirndynamik von Betroffenen abbilden, Therapieansätze testen sowie den besten Zeitpunkt für eine Behandlung bestimmen.
Die Forschenden erörtern darüber hinaus im Zuge des Projekts ethische Fragen und die Voraussetzungen einer sicheren Datennutzung. Das Ziel ist schließlich eine vorausschauende, dynamische Präzisionsmedizin. „Wir wollen genau im richtigen Moment eine Behandlung anbieten können, die Betroffenen ihre Flexibilität und Lebensqualität zurückgibt“, betont Petra Ritter. Für Patient*innen könnte dies starre Therapieschemata ersetzen und die Behandlung im Sinne einer individualisierten Versorgung passgenau auf ihre persönliche Hirndynamik und Lebenssituation abstimmen.
Wie und was lernt unser Gehirn aus frühen Infektionen?
Jeder erinnert sich daran, als Kind krank gewesen zu sein – an das Fieber, spezielle Gerüche, einen Ort. Speichert das Gehirn Krankheitserfahrungen einfach nur ab, oder tragen die Erinnerungen sogar dazu bei, das Immunsystem zu steuern? Genau das untersucht Claudia Buß in engem Austausch mit dem Koordinator des Projektes, Prof. Tomás Ryan vom Trinity College, Dublin, sowie Prof. Staci Bilbo von der Duke University, USA, und Prof. Markus Werkle-Bergner vom Berliner Max-Planck-Institut für Bildungsforschung. Zusammen gehen sie der Frage nach, ob und wie das Gehirn Immun- und Entzündungserfahrungen in Form von konkreten Gedächtnisspuren, sogenannten Engrammen, speichert und für künftige Situationen nutzt.
Seit vielen Jahren beschäftigt sich Claudia Buß mit dem Einfluss früher Lebenserfahrungen auf die Gesundheit. Im Zentrum ihrer Arbeiten steht daher auch in diesem Projekt die Zeit vor der Geburt. Mit ihrem Team wird sie beim Menschen untersuchen, auf welche Weise chronische Entzündungsprozesse während der Schwangerschaft die Entwicklung des kindlichen Gehirns prägen, etwa bei mütterlichem Übergewicht. „Ich möchte verstehen, wie das Gehirn frühe Erfahrungen speichert und wie diese Erinnerungen unser Immunsystem ein Leben lang beeinflussen können“, betont die Neurowissenschaftlerin. „Wenn wir wissen, ob und warum frühe Belastungen manche Menschen anfälliger für Erkrankungen machen, kann das langfristig neue Ansätze für deren Vorbeugung und Therapie ermöglichen.“ Das gilt insbesondere für Erkrankungen, bei denen das Immunsystem eine wichtige Rolle spielt, allen voran Autoimmunerkrankungen.
Unser Gehirn lernt beständig aus Erfahrungen und nutzt dieses Wissen, um auf zukünftige Situationen zu reagieren. Gut möglich, dass frühe Entwicklungseinflüsse die Fähigkeit verändern, Immunerinnerungen zu bilden, oder sich auf Immunfunktion, Stoffwechsel, Verhalten und Denkleistung im späteren Leben auswirken. Den Grundlagen der Kommunikation zwischen Gehirn und Immunsystem wollen Claudia Buß und ihre Kolleg*innen auf die Spur kommen.
