Prof. Dr. Notger Müller
Gruppenleiter
Deutsches Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE)
Leipziger Straße 44 / Haus 15
39120 Magdeburg
notger.mueller(at)dzne.de
+49 (0) 391 / 67-24517
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Forschungsschwerpunkte
- Abb. 1: Eine Hippocampus-Volumenmessung bei einem Patienten mit leichter kognitiver Störung
Neue Forschungsergebnisse weisen immer stärker darauf hin, dass eine wirksame Therapie einer Demenzerkrankung möglichst frühzeitig einsetzen sollte, nämlich bevor bereits viele Nervenzellen abgestorben (Neurodegeneration) und der Betroffene deutliche klinische Symptome aufweist. Für solch eine frühzeitige Diagnose fehlen heute allerdings noch eindeutige Biomarker, die als Indikatoren für eine drohende Demenz dienen könnten.
Unsere Arbeitsgruppe konzentriert sich daher auf die Suche nach solchen Markern. Dabei kommen u.a. neue Verhaltenstests und moderne bildgebende Verfahren wie das 7 Tesla-Hochfeld-Kernspintomogramm (MRT) zum Einsatz.
Ein zweiter Schwerpunkt unserer Arbeitsgruppe liegt in der Entwicklung von prophylaktischen Therapieansätzen wie z.B. ein kombiniertes Gedächtnis- und Bewegungstraining. Wir wissen, dass ein solches Training die Anzeichen einer Demenz zumindest verzögern kann. Dazu untersuchten wir bei Probanden mit leichter kognitiver Störung, welchen Effekt ein 12-wöchiges kombiniertes kognitives und physisches Training auf die Gehirnleistung hat. Dabei wurden Verbesserungen der Gedächtnisleistung und gleichzeitig eine Zunahme des Hippocampusvolumens (für die Merkfähigkeit entscheidende Hirnstruktur) und der funktionellen Plastizität des Gehirns mittels MRT nachgewiesen.
Zusätzlich werden wir die Durchblutung der Gefäße (Perfusions-MRT) und die Veränderung biologischer Marker (Nervenwachstumsfaktoren) testen. Ziel der Studien ist es, herauszufinden, wie ein Training aufgebaut werden muss – ist für eine Kompensation der Störungen ein Ausdauertraining oder ein Koordinationstraining besser geeignet? Muss dies mit einem kognitiven Training kombiniert werden und soll dieses eher auf Verbesserung der gestörten Funktionen oder auf eine Kompensation durch andere Funktionen ausgerichtet sein. Wie wichtig ist die soziale Komponente eines solchen Trainings?
- Abb. 2: Hirnaktivierung bei der Bearbeitung einer Gedächtnisaufgabe und unter der Gabe eines Cholinesterase-Hemmers, einem Medikament, das bei der Behandlung der Alzheimerkrankheit eingesetzt wird
Störungen kognitiver Prozesse verstehen zu können setzt ein Verständnis der normalen Funktion voraus. Deshalb ist ein dritter Schwerpunkt unserer AG die Erforschung von Aufmerksamkeits- und Arbeitsgedächtnisprozessen beim Gesunden. Wir wollen die Hypothese überprüfen, wonach die individuelle Kapazität des Arbeitsgedächtnisses stark mit der Fähigkeit korreliert, mittels selektiver Aufmerksamkeit irrelevante Information ausblenden zu können. Hierzu werden behaviorale und neurophysiologische Marker der Selektionsfähigkeit (N2pc aus EEG/MEG, Modulation der fMRT-Antwort im visuellen Kortex) in Beziehung gesetzt zur individuellen Kapazität des Arbeitsgedächtnisses und dessen neurophysiologischen Korrelaten (contralateral delay activity im EEG/MEG, parietale Aktivierung im fMRT).
Neben Gesunden werden Patienten, die cholinerge bzw. dopaminerge Defizite (beginnende Alzheimer- bzw. Parkinsonerkrankung) aufweisen, von denen man annimmt, dass sie sich unterschiedlich auf die Aufmerksamkeitsselektion und die Gedächtnisspeicherung auswirken, getested. Bereits untersucht haben wir Patienten mit umschriebener Hirnschädigung nach Schlaganfall und konnten damit zeigen, welche Hirnstrukturene für Aufmerksamkeitsfilterung und die Arbeitsgedächtnisspeicherung entscheidend sind. Weiterhin wird untersucht, inwieweit Polymorphismen der für das cholinerge bzw. dopaminerge System kodierenden Gene und die strukturelle Integrität des cholinergen basalen Vorderhirns bzw. des dopaminergen Mittelhirns die individuelle Selektions- bzw. Merkleistung beeinflussen und wie durch Gabe von Medikamenten, die die Neurotransmitterkonzentrationen spezifisch erhöhen, diese Leistungen selektiv verbessert werden können.
Kooperationspartner der Arbeitsgruppe:
- Prof. Dr. Stefan Pollmann, Institut für Psychologie, Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg
- Dr. Dr. Bernhard Baier, Klinik und Poliklinik für Neurologie - Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Publikationen
Pusher syndrome: its cortical correlate.
Baier B, Janzen J, Müller-Forell W, Fechir M, Müller N, Dieterich M. J Neurol. 2012 Feb;259(2):277-83. Epub 2011 Aug 10.
Repetition suppression vs. enhancement – it’s quantity that matters.
NG Müller, H Strumpf, M Scholz, B Baier, L Melloni; Cerebral Cortex, in press.
Interaction between Bottom-up Saliency and Top-down Control: How Saliency Maps Are Created in the Human Brain.
L Melloni, S van Leeuwen, A Alink, NG Müller; Cerebral Cortex, in press.
Frühdiagnose der möglichen Alzheimer-Erkrankung anhand neuer Forschungskriterien.
Bittner D, Müller NG (2010), Klin. Neurophysiol. 2010; 41: 106-115
Keeping memory clear and stable – the contribution of human basal ganglia and prefrontal cortex to working memory.
Baier B, Karnath H-O, Dieterich M, Birklein F, Heinze C, Müller NG (2010), J Neurosci 30(29):9788 –9792.
Anatomical correlate of impaired covert visual attentional processes in patients with cerebellar lesions.
Baier B, Dieterich M, Stoeter P, Birklein F, Müller NG (2010), J Neurosci 30:3770-3776.
The blind, the lame, and the poor signals of brain function--a comment on Sirotin and Das (2009).
Kleinschmidt A, Müller NG (2009), Neuroimage 50:622-625.
Emotional content does not interfere with verbal memory in patients with temporal lobe epilepsy.
Müller NG, Wohlrath B, Kopp UA, Lengler U (2009), Epilepsy & Behavior, 15:367-371.
Exploring BOLD changes during spatial attention in non-stimulated visual cortex.
Heinemann L, Kleinschmidt A, Müller NG (2009), PLoS ONE ; 4(5):e5560.
The effects of implicit attentional learning and habituation on inhibition of return.
Wolf K, Ebeling D, Müller NG (2009), Attention, Perception & Psychophysics 71(1): 26-41.
The attentional blink modulates activity in the early visual cortex.
Hein G, Alink A, Müller NG (2009), J Cogn Neurosci; 21(1): 197-206.
Attention modulated activity in early visual cortex - more than a simple spotlight.
Müller NG & Ebeling D (2008), NeuroImage; 40( 2): 818-827
Competing neural responses for auditory and visual decisions.
Hein G., Alink A, Müller NG (2007), PLoS ONE 2(3): e320.
Temporal dynamics of the attentional spotlight: Neuronal correlates of attentional capture and inhibition of return in early visual cortex.
Müller NG, Kleinschmidt A (2007), J Cog Neurosci 19: 587-593.
Cross-modal processing in early visual and auditory cortices depends on the statistical relation of multisensory information.
Baier B, Kleinschmidt A, Müller NG (2006), J Neurosci; 26(47):12260-5.
The functional neuroanatomy of working memory - contributions of human brain lesion studies.
Müller NG, Knight RT (2006), Neuroscience; 139: 51-8.
The attentional field has a Mexican hat distribution.
Müller NG, Mollenhauer M, Rösler A, Kleinschmidt A (2005b), Vision Res; 45:1129-1137.
Interactions between task difficulty and hemispheric distribution of attended locations: implications for the splitting attention debate.
Müller NG, Kraft A, Hagendorf H, Schira MM, Dick S, Fendrich RM, Brandt SA (2005c), Brain Res Cogn Brain Res 24:19-32.
The Attentional 'Spotlight's' Penumbra: Center-surround Modulation in Striate Cortex.
Müller NG, Kleinschmidt A (2004), Neuroreport ;15(6):977-980.
The functional neuroanatomy of visual conjunction search: a parametric fMRI study.
Müller NG, Donner TH, Bartelt OA, Brandt SA, Villringer A, Kleinschmidt A (2003), NeuroImage. 20(3):1578-90.
Dynamic interaction of object- and space-based attention in retinotopic visual areas.
Müller NG, Kleinschmidt A (2003), J Neurosci, 23(30):9812-6.
Visual search in healthy persons and Alzheimer's patients: relating cognitive function to clinical practice.
Rösler A, Müller NG (2003), Nervenarzt; 74(10):863-8.
A physiological correlate of the "Zoom Lens" of visual attention.
Müller NG, Bartelt OA, Donner TH, Villringer A, Brandt SA (2003), J Neurosci, 23(9):3561-5.
Age related changes in fronto-parietal networks during spatial memory. An ERP Study.
Müller NG, Knight RT (2002), Cog Brain Res, 13(2):221-34.
Contributions of subregions of the prefrontal cortex to working memory: Evidence from brain lesions in humans.
Müller NG, Machado L, Knight RT (2002), J Cog Neurosci, 1, 4(5):673-86.
Interactions of localized cortical lesions with error processing: evidence from event-related brain potentials.
Ullsperger U, von Cramon DY, Müller NG (2002), Neuropsychology,16(4):548-61.