ZI-Mannheim: Bernsteinzentrum

Das Bernsteinzentrum Heidelberg-Mannheim beschäftigt sich mit den Auswirkungen genetischer Unterschiede auf die neuronale Informationsverarbeitung unter gesunden Bedingungen und bei psychiatrischen Erkrankungen.
In jüngerer Zeit gab es erhebliche Fortschritte bei der Identifizierung von Risikogenen für eine Reihe psychiatrischer Erkrankungen. Ein mechanistisches Verständnis der Zusammenhänge zwischen gendeterminierten neuronalen Eigenschaften, den sich daraus ergebenden Netzwerkdynamiken und deren Einfluss auf Verhalten und Kognition fehlt uns jedoch weitestgehend, wäre aber von enormer klinischer Relevanz. Computermodelle neuronaler Systeme sind ein ideales Werkzeug, um kausale Verbindungen dieser Art zu untersuchen. Ultimatives Ziel des Bernstein-Centers Heidelberg-Mannheim ist daher die Herleitung eines theoretischen Rahmenwerkes, das explanatorische Verbindungen schafft von den Genen bis hin zu normaler und gestörter Kognition bei Schizophrenie, Depression und altersbedingten degenerativen Erscheinungen.
Dazu sollen biologisch detaillierte Modelle relevanter Hirnstrukturen sowie deren Kopplung an intrazelluläre Prozesse einerseits und an makroskopische Hirndynamiken (fMRT, EEG) andererseits entworfen werden. In engem Austausch mit experimentellen Studien auf verschiedenen Ebenen (Gene, intrazelluläre Prozesse, Netzwerkphysiologie, fMRT/ EEG-Messungen, Verhalten) sollen diese Modelle parametrisiert, validiert und Vorhersagen getestet werden. Eine Übersetzung in klinische Anwendungen über neuartige diagnostische Tools und eine computationale Plattform für eine ‚in-silico’-Neuropharmakologie werden ebenfalls angestrebt. In Heidelberg konzentriert sich die Forschung mehr auf zelluläre und netzwerkphysiologische Fragen, am ZI Mannheim werden die eher psychiatrischen, Human- und Anwendungsaspekte des Vorhabens bearbeitet.