Projekte: Institut für Neuropsychologie und Klinische Psychologie

In this study, we aim to explore the psychological and biological factors that impact the chronification of pain and the development of comorbid mood disorders, especially anxiety and depression. Our work will initially focus on performing meta-analyses of phenotyped human cohorts diagnosed with chronic pain and/or mood disorder. A central goal of this project is the generation and standardization of chronic pain models to improve the reliability of research as well as to aid clinical interventions. Further, we will explore the possibility of subgroups within the chronic pain population to determine if the diagnosis and prognosis may be improved for this patient group. This project will be conducted as part of a large EU funded research consortium.

Suchtverhalten und riskanter Substanzkonsum sind nicht durch individuelle Faktoren wie Impulsivität oder Stresssensitivität gekennzeichnet, sondern es spielen dabei auch sozioaffektive Faktoren wie soziale Normen und Möglichkeiten sowie sozial Kontextfaktoren wie Stress in der Familie oder der Bezug zu Freunden und Gleichaltrigen. Die COVID-19 Pandemie hat nun durch den verhängten Lockdown, den limitierten Aktionsradius und die Einschränkung sozialer Begegnungen erhebliche soziale Veränderungen mit sich gebracht, die sich je nach individueller Lage und über alle Altersspannen hinweg erstreckt. Zuvor identifizierte normative und nicht-normative Risikoverhaltensweisen und -bedingungen für einen Substanzkonsum könnten sich somit ebenso verändert haben. Durch den Rückgriff auf bereits existierende längsschnittliche Kohorten (IMAGEN, ROLS, MARS) und querschnittlicher Datensätze, bei denen auch Informationen direkt in alltäglichen Situationen erhoben wurden (IMAC-Mind) sowie COVID-19 bezogene Erhebungen zu Gesundheit, sozialen Faktoren und Verhaltensweisen während des Lockdowns, werden wir multivariate Analysen durchführen, um die Stabilität von in früheren Studien identifizierten Maßen unter COVID-19 zu schätzen und zu sehne, wie sich diese über die Zeit hinweg nochmals verändern. Hierfür verwenden wir Daten zu Gehirnstruktur und -funktion, Sensor-basierte Verhaltensdaten in alltäglichen Situationen sowie Maße der Affektregulation („mindfulness“), die wir auch über verschiedenen Alterspannen hinweg, kreuzvalidieren. Faktoren, die zuvor als Schutzmaßnahmen klassifiziert wurden könnten sich abschwächen oder verstärken und andere Mechanismen und Prozesse könnten sich als zentral herausstellen. Dies könnte auch Unterschiede zwischen den Geschlechtern betreffen. Durch das aktuelle Projekt könnten wertvolle Einblick in die gesundheitsbezogenen Konsequenzen einer solchen Pandemie übe verschiedene Lebensphasen hinweg gewonnen werden.“

Although there has been much progress in the understanding of phantom limb pain (PLP), we still do not know which factors are antecedents and which are consequences of the pain and how central, peripheral and psychological factors interact. This project seeks to determine the development of phantom limb pain in a longitudinal fashion and will examine how central and peripheral changes as well as psychological factors develop over time. In addition, the role of central nervous system excitability and plasticity and the influence of use-dependent plasticity and body perception will be examined. Further, we will examine how evoked phantom pain is represented in the brain. Finally, we will employ high field imaging, neurofeedback using real time functional magnetic resonance imaging (fMRI) and transcranial magnetic stimulation (TMS) to identify causal circuits for phantom pain.

Previous research led to the assumption that chronic pain may be related to emotional learning, however, little is known about the associated changes in brain structure and function that might predict persistent pain. This project seeks to determine brain circuits related to learning mechanisms in pain such as aversive and appetitive, operant and respondent learning as well as the role of stress to predict the transition from acute to chronic back pain and to identify risk and resilience factors.

In this study, we aim to assess the imbalance between goal-directed and habitual behavior, its neural basis and how it can be differentially modified in treatment-seeking smokers, using two training interventions. The first intervention is cognitive remediation treatment (CRT), also known as cognitive enhancement therapy, focusing on improving inhibitory control and executive functions. The second intervention, a computer-based habit-modifying training focusing on implicit drug seeking ("implicit computer-based habit-modifying Training", ICHT) uses a conditioning approach through implicit priming and contextual modulation. We hypothesize that both interventions change the balance between goal-directed and habitual behavior but by different mechanisms. Whereas CRT should directly increase cognitive control, in contrast, ICHT should affect the early processing and the emotional valence of smoking and smoking cues.

Muster des aversiven u. appetiven Pavlovschen-Instrumentellen Transfers und die Rolle von Stress über die Lebensspanne

Addictive disorders are among the most frequent and costly disorders in industrialized countries. While substantial research focused on treatment of single substance use disorders (SUDs), most interventions do not sufficiently address comorbid disorders, are provided too late, do not reach the majority of addicted subjects and are not adjusted with respect to environmental stressors, affective comorbidity, gender and age-specific contexts. Focusing on alcohol use disorders (AUD), the main aim of the consortium is to improve the health care system by 1) assessing new access pathways including a wider range of healthcare professionals, and 2) evaluating existing and developing novel early assessment and intervention tools including e-health applications (computer/internet/smart phone-based). We will address patients suffering from the most prevalent SUDs, particularly alcohol, across the lifespan. We will use state-of-the-art basic science approaches to assess social stressors and comorbid affective disorders and we will adapt our approach to age-related differences in treatment needs. To adapt early interventions to modify risk and resilience factors across the lifespan, we will use existing cohorts such as the longitudinal IMAGEN sample of (now) young adults, representative data across the lifespan and from a systematic assessment of adolescent psychiatry, community and hospital general medical settings as well as observational data from studies on the mechanisms of addictive behavior. We will focus on proactive approaches for all primary medical care patients including general practices and hospitals. In all settings, we will assess comorbid mental disorders and gender and migration-specific factors such as social exclusion and discrimination.

BPD is characterized by dissociative symptoms that include intermittent somatosensory integration deficits and alterations in body perception. Frontoparietal dysfunctions, especially involving the temporoparietal junction (TPJ), may represent key mechanisms related to the processing of and interaction between the self and the environment. Our proposed project aims at the elucidation of psychobiological mechanisms of dissociative states and the evaluation of their importance for the psychopathology of BPD. In study 1, after the induction of dissociation or a neutral control condition, we will perform experiments that use of the processing of pain and pleasant touch as a tool to understand the perceptual mechanisms related to dissociative states. In study 2, we will facilitate or inhibit the activity of the TPJ or a control site using a neuronavigated transcranial magnetic stimulation (TMS) protocol. We will examine its effects on sensory integration associated with body perception and the processing of somatosensory stimuli with positive or negative valence, and their association with dissociation. By revealing the psychobiological basis and consequences of dissociative states, the results might enhance our understanding of the complex perceptual alterations in BPD.

Aims of this research are (a) the determination of pain-related approach and avoidance behavior and their neural correlates in chronic musculoskeletal pain, and (b) more specifically the interaction of pavlovian and instrumental conditioning processes in the development and maintenance of chronic musculoskeletal pain, involving (classical) reward and pain relief processing and the analysis of prediction error signaling. Hypotheses: We expect patients with chronic back pain to be characterized by reduced appetitive approach and enhanced avoidance as well as by reduced pavlovian and instrumental reward- and pain-relief-related conditioning and reduced approach-related PIT effect. These should be represented by decreased muscle tension levels and increased skin conductance responses, increased response times and frequency and, for the central measures, enhanced activation in the amygdala, insula and orbitofrontal cortex, but reduced activation in the striatal and prefrontal activation and deficient amygdala-prefrontal, amygdala-PAG and amygdala-striatal connectivity. Additionally, learning-related aversive prediction error signaling in reward (pain relief) related brain regions is expected to be reduced in chronic back pain, reflected by a decreased activation of the striatum, especially the nucleus accumbens, in pain patients compared to healthy subjects.

Verschiedene Risikofaktoren wie genetische Prädisposition und belastende Lebensereignisse tragen zur Entwicklung psychischer Störungen bei. Immer gibt es aber resiliente Menschen, die trotz eines erhöhten Risikos keine Störungen entwickeln. Indem auf der einen Seite Risikofaktoren für die Entwicklung einer psychischen Störung und auf der anderen Seite protektive Faktoren dagegen erforscht werden, gewinnt man Ansätze für Therapie und Prävention. Dabei ist die Untersuchung von Jugendlichen von besonderem Interesse, da sie sehr vulnerabel für die Entwicklung psychischer Störungen sind und Präventionsmaßnahmen deshalb besonders wirksam sind. Ein psychiatrisch relevantes Verhalten, das auch schon bei Jugendlichen zu beobachten ist, ist übermäßiger Alkoholkonsum, der auch mit anderen psychischen Erkrankungen in Zusammenhang steht. Durch die Identifizierung von Resilienz-Faktoren gegen übermäßigen Alkoholkonsum und die Aufklärung ihrer Mechanismen, soll mit diesem Projekt ein entscheidender Beitrag für die Entwicklung von wirksamen Präventionsmaßnahmen geleistet werden. Im Rahmen der IMAGEN-Studie, bei der uns psychologische Fragebögen, genetisches Material und funktionelle Hirndaten von mehr als 2000 Jugendlichen über einen Zeitraum von mehreren Jahren zur Verfügung stehen, werden die stärksten Risikofaktoren für übermäßigen Alkoholkonsum und die stärksten protektiven Faktoren dagegen ermittelt. Daraus wird ein kurzer Fragebogen erstellt, der an die jugendliche Allgemeinbevölkerung in Mannheim und Umgebung ausgegeben werden soll mit einem angestrebten Rücklauf von ungefähr 500 Fragebögen. So werden die Ergebnisse der statistischen Analyse der IMAGEN Studie in der lokalen Bevölkerung überprüft und darüber hinaus dient dieser Fragebogen als erste Kontaktaufnahme für die nachfolgenden Untersuchungen zu Resilienz-Mechanismen. Dafür werden 60 Jugendliche zu einer detaillierten Untersuchung in das Zentralinstitut für Seelische Gesundheit eingeladen. Drei verschiedene Gruppen werden rekrutiert: 1) eine risikoarme Gruppe, die starken Alkoholkonsum zeigt, 2) eine risikobehaftete Gruppe, die starken Alkoholkonsum zeigt und 3) eine risikobehaftete Gruppe, die Alkohol nicht übermäßig konsumiert. Die Probanden durchlaufen eine neuropsychologische Testbatterie inklusive funktioneller Magnetresonanztomografie. Die Lebenssituationen der risikobehafteten Gruppen werden von Stress geprägt sein, wobei resiliente Jugendliche mutmaßlich Strategien entwickelt haben oder Mechanismen zur Verfügung haben, die sie in besonderer Weise auf diesen Stress reagieren lassen. Inhaltlich steht deshalb vor allem die Frage im Vordergrund, ob resiliente Jugendliche Stress anders verarbeiten können. Wir untersuchen, wie sich diese Mechanismen auf neuronaler Ebene zeigen, wie sie sich in der Persönlichkeitsstruktur widerspiegeln und welche Verhaltensmuster auftreten, die für verhaltenstherapeutische Maßnahmen und Präventionsstrategien genutzt werden können. Summary Different risk factors such as genetic susceptibility and negative life events contribute to the development of mental disorders. However, resilient persons do not develop psychiatric disorders in face of those risk factors. By analysing both risk factors for the development of psychiatric disorders and protective factors against their development one can establish basic approaches for therapies and prevention. Thereby, the examination of adolescents is of high interest, because they are very vulnerable for the development of mental disorders. Thus, prevention may be very effective. Alcohol misuse of adolescents is a psychiatrically relevant behaviour which is associated to other mental disorders, as well. In this project, we want to identify resilience factors against alcohol misuse and their mechanisms to contribute to the development of preventive measures. Within the IMAGEN study we have access to psychological questionnaires, genetic material and functional brain data of more than 2000 adolescents over a long period. Therein we want to statistically establish the most important risk factors for the development of alcohol misuse and protective factors against it. Hence, we will develop a questionnaire containing the most important factors and questions on alcohol consumption. We will give this questionnaire to adolescents in Mannheim and surroundings and seek the return of 500 questionnaires. Thereby we will recheck the results of the statistical analyses out of the IMAGEN study and furthermore we will recruit participants for the following examination of the mechanisms of resilience. Therefor 60 adolescents will be invited for a detailed examination to the Central Institute of Mental Health. Three different groups will be recruited to determine the mechanisms of resilience and transition to harmful alcohol use: 1) a group of non-risk but heavy drinkers, 2) high-risk actual heavy drinkers, and 3) high-risk non-heavy drinkers. Participants will take part in a neuropsychological test battery including functional magnetic resonance imaging. Life situation of the high-risk groups will be very stressful but resilient adolescents might have developed strategies or possess mechanisms that lead to a differential reaction on stress. Thus, first of all we will analyse whether resilient adolescents can handle stress differently. We examine how these mechanisms are represented on a neural level, how they can be seen on the level of personality and which behavioural patterns occur that can be implemented for the development of new aspects in behaviour therapy and prevention measures.

Mitochondriale Erkrankungen sind Multisystemerkrankungen, bei denen es durch Genmutationen zu Defekten in den Mitochondrien kommt, die zu einer Vielzahl an Symptomen führen. Mitochondriale Erkrankungen sind phänomenologisch äußerst variabel, wobei allen Erkrankten eine starke Beeinträchtigung der Funktionalität und ein hoher Leidensdruck gemein ist. Trotzdem, oder vielleicht gerade deshalb, gibt es bisher keine systematische Beschreibung der somatischen, kognitiven und auch affektiv-emotionalen Beschwerden von Patienten mit mitochondrialen Erkrankungen. So treten, zum Beispiel, chronische Schmerzen bei vielen dieser Patienten auf, wird jedoch meist nicht als Teil der Erkrankung betrachtet, da der Schmerz nicht ursächlich durch die Defekte in den 2 Mitochondrien erzeugt wird. Eine systematische Erfassung von somatischen, kognitiven als auch affektiv-emotionaler Symptome ist dringend erforderlich und kann einen wichtigen Beitrag zum besseren Verständnis mitochondrialer Erkrankungen sowie zur Diagnosestellung und Therapie leisten. Zur Optimierung von Therapieempfehlungen, insbesondere unmittelbar anwendbarer und einfach umzusetzender Ansätze, müssen außerdem die Lebensqualität, Resilienzfaktoren und Bewältigungsstrategien erfasst werden. Eine solche systematische Erfassung an einer umfangreichen europaweiten Stichprobe von Patienten mit mitochondrialen Erkrankungen ist das übergreifende Ziel dieses Forschungsvorhabens. Um einen Beitrag zur Verbesserung von Diagnose und Therapie zu leisten, werden die erfassten Daten z.B. zu bekannten Diagnosen und Genmutationen in Beziehung gestellt. Das Projekt ist eine notwendige Pilotuntersuchung, um die Untersuchungsmethoden auszuwählen und zu optimieren. Dazu werden 200 Patienten und 50 Kontrollprobanden umfassend mittels validierter Fragebögen untersucht, sowie eine Subgruppe von 50 Patienten zusätzlich mit neuropsychologischen Test zu kognitiven Defiziten genauer getestet.

The aim of the project is to initiate and establish an international collaboration to study how the brain processes pain. The project focuses on a particular issue in pain neuroscience: how do we solve conflicts between pain and reward, termed ‘motivation-decision’ conflicts, which arise in everyday life? This is illustrated by the classic maxim ‘no pain, no gain’. The collaboration aims to develop a new approach to this problem by integrating two distinct disciplines: computational and engineering models of decision-making (Cambridge), and psychological and clinically-orientated approaches to understanding behaviour (Mannheim). The overall projects goals are to: a) develop a new model of pain-reward interactions that explains data from behavioural experiments, and; b) generate testable experimental predictions to identify how and where in the brain this interaction occurs. Our proposal involves three steps: (1) summarise the core experimental findings for painreward interactions to date (‘what needs to be explained’) and review key the computational models which can readily be applied to this data; (2) develop and simulate a new model and test its ability to account for these data (Cambridge) and make novel experimental predictions; (3) test these predictions in a newly designed behavioural experiment (Mannheim). At the end of the project, we aim to have a theoretically validated and behaviourally tested model of pain-reward interactions, which is both publishable in its own right, but more importantly supports a larger joint research proposal to study the neural basis of pain-reward interactions.

The overarching aim of the SFB Graduate Program "Translational Neuroscience" is to enable transfer of knowledge between basic and clinical sciences. All of our PhD and MD students shall gain insight into both areas of research by attending an interdisciplinary teaching program including electives in different interacting groups. We also provide a framework for regular advice to the students and individual support wherever techniques or knowledge are lacking. The international and interdisciplinary program accepts students from a wide variety of natural and social sciences as well as medical students. Much of the translational work within SFB 636 is done by junior scientists, mostly MD and/or PhD students. During the current funding period, the graduate program was instrumental in cross-linking different approaches and system levels within the SFB. All students were provided with a common knowledge base allowing them to understand the translational aspects of their own projects and to interact successfully with colleagues from other disciplines. The Graduate Program pursues its goals by offering a compact course (60 hours) in neurosciences which covers a large variety of relevant topics and methods (qualification concept). This core curriculum is taught on a regular basis and covers 4 hours/week (usually on Friday, with social events to follow). This introductory course ends with a written exam, ensuring a common knowledge base for all students. It is important that the program does not distract students from their own research projects. Therefore, the second part of the curriculum is individual, i.e. specifically adapted to the needs of individual students. This is supported by several measures: students have regular meetings with the members of the student advisory board; they can visit German and foreign laboratories, including those in industry, in order to acquire specific techniques; they can invite guest scientists. Most importantly, each student has to choose two special topics (major and minor) for extended studies throughout the PhD or MD course. Students with projects rooted in basic sciences chose a clinical minor and have to visit a clinical unit for an elective. Conversely, students with a clinical focus stay for some time in a laboratory. In-depth education in the major continues with courses of 2 hours/week throughout the entire period of the PhD or MD thesis work. In addition, we offer regular autumn schools focussed on selected topics in translational neuroscience. In order to represent the students' interests and to train their rganizational skills, these courses have been organized by the students themselves (with help of the board members of the Integrated Graduate Program). In addition, students have been offered specific training courses in “soft skills” such as presentation techniques or group work in cooperation with the Graduate Academy of Heidelberg University. The students choose one main laboratory and advisor with whom they are affiliated at the very beginning of the program. In order to foster the idea of translational research we have also encouraged the possibility to split the dissertation work between a basic/preclinical laboratory and a clinical unit. Accepted students thus chose one main laboratory and advisor and two additional advisors who have had regular meetings twice a year with the student and follow the progress of his or her work. We are strongly encouraging first-author publications by the students and allow for a short, cumulative version of the dissertation script after 1 or 2 articles have been accepted (depending on the extent of the work invested) and one additional article has been submitted at the time of the completion of the degree. The Graduate Program is run by a governing board that also involves student representatives. From our experience with the program so far, we found that both the scientists within SFB 636 and the students greatly profit from this structured program in advanced neuroscience teaching. It increases the students´ professional prospects in the growing area of translational neurosciences and it creates a platform for interdisciplinary dialogue within the SFB, thus fostering preclinical-clinical cooperations. In the new funding period we have kept the basic structure of the program but have added additional offers: mentoring can now be done by our international collaborators; there is more career counselling; recruitment efforts for medical students will be intensified; and additional self-organized activities of the students have been included.

The SFB636 central services are responsible for the following tasks: Central bookkeeping of the SFB (monitoring and administration of the DFG funds, providing the annual financial reports), coordination the SFB personnel including the hiring of new personnel, handling the ordering of consumables and other materials needed in the SFB, preparing the meetings of the boards and committees of the SFB, organizing the visits of visiting scientists and colloquia presenters and organization of the SFB symposia. Further, the SFB office will take care of all correspondence of the SFB as well as organization and coordination of the SFB636 Graduate Program “Translational Neuroscience” and the involved students.

Die transiente globale Amnesie (TGA) ist eine schwere anterograde Gedächtnisstörung, der eine emotionale oder physische Belastungssituation vorausgeht und die sich innerhalb von 24 Stunden zurückbildet. Wir haben mittels Magnetresonanztomographie (MRT) nach TGA kleine Läsionen im Hippokampus beobachtet und die Hypothese aufgestellt, dass die Erkrankung durch eine transiente Stress-assoziierte Hemmung der Gedächtnisbildung im Hippokampus verursacht wird. Um diese Annahme zu testen, werden wir die Wirkung von experimentellem Stress auf die Kortisolspiegel und auf die mit Hilfe von funktioneller MRT ermittelten hippokampalen Aktivierungsmuster impliziter und expliziter Lern- und Gedächtnisprozesse in den folgenden drei Kohorten bestimmen: i) Patienten mit akuter TGA, ii) Patienten, die in den vorausgegangenen 2 Jahren eine TGA erlitten haben, und iii) gesunde Kontrollpersonen.

Ziel ist die Untersuchung von Einflussfaktoren auf die Steuerungsfertigkeit eines künstlichen Armes unter Zuhilfenahme neu entwickelter Lern- und Steuersoftware sowie des Einflusses einzelner Elemente des Prothesensystems auf den Einbau ins Körperbild. In AP 1 werden geeignete Amputationspatienten sowie gesunde Kontrollen rekrutiert und über Interviews und Fragebögen die Bedürfnisse der späteren Nutzer erfasst. In AP 4 wird geprüft, welche Umsetzung eines Feedbacksystems die größtmögliche Bindung zwischen Nutzer und Prothese ermöglicht, sowie die Evaluation dieser Systemvariante. AP 7 bildet die Umsetzung zu fMRT-Untersuchungen: Assistenzsystem und Feedback werden im Hinblick auf ihren Einfluss auf den Kortex der Nutzer untersucht. Hierbei wird Wert auf praxisnahe Einflussfaktoren auf den Prothesenumgang gelegt. In AP 9 wird die Anwendung des Gesamtsystems durch neu rekrutierte Versuchspersonen untersucht.

The aim of the PASCOM project, jointly financed by the Fonds National de la Recherche Luxembourg (FNR) and the German Research Foundation (DFG), is to use an innovative phenomenological conceptual approach combining psychological, neuroscientific and philosophical stances to better understand pain and suffering. This effort is pursued as a collaborative research between the Pain Research Laboratory at the University of Luxembourg, directed by Prof. Fernand Anton, and the Department of Cognitive and Clinical Neuroscience at the Central Institute of Mental Health, Medical Faculty Mannheim, Heidelberg University Mannheim, Germany, directed by Prof. Dr. Herta Flor. The two groups consider that diverse interpretations in separated domains often limit our understanding and reduce our proficiency for alleviating pain. In this framework, the PASCOM project seeks to provide a novel transdisciplinary framework for research, with a strong scientific basis, which will give scientists and persons working in the humanities alike access to knowledge on pain and suffering from an integrative perspective. The philosophical approach, developed by Dr. Smadar Bustan, proposes to employ a diagrammatical reasoning, intersecting the sufferer’s inner world with his social world. In breaking down this global and theoretical methodology into smaller, experimentally testable versions, we wish to examine to what extend the experiences of pain and suffering are centered in the private experience or in a person’s social and cultural interaction with the others. Experimentally targeting the cases when the two worlds converge or diverge, the two groups will be able to constrain the different crossing points and better define the relation between Pain and Suffering by identifying pain stimulations methods and parameters that are appropriate for the induction of variable levels of pain on one hand and suffering on the other hand. Our continuous exchange will allow us to conduct additional 2 sets of studies in order to measure, quantitatively as well as qualitatively, to what extent the exchanges between the inner world of pain and the social realm connect them together or instead reinforce their divide.

Obwohl nach der Amputation einer Gliedmaße fast immer Phantom Empfindungen, d.h. Empfindungen im nicht mehr vorhandenen Körperteil, auftreten ist dieses Phänomen noch nicht gut verstanden. Veränderungen der Repräsentation des Körpers im Gehirn wurden mit dem Ausmaß des Phantomschmerzes in Beziehung gesetzt. Außerdem gibt es große Ähnlichkeiten zwischen nicht schmerzhaften Phantomphänomenen und Körperillusionen wie z.B. der Gummihand-Illusion. Die Forschung konnte zeigen, dass das Gehirn nicht die tatsächliche, physischen sondern die empfunden Realität verarbeitet. Dies gibt sowohl in der Grundlagenforschung als auch bei der Behandlung von Phantomschmerz die Möglichkeit die erlebte Realität zu manipulieren. Verhaltenstherapeutische Interventionen wie ein Prothesentraining, ein sensorisches Diskriminationstraining oder ein Spiegeltraining beeinflussen den Phantomschmerz und verändern die Gehirnfunktionen. Das Ziel dieses Projektes ist (1) eine exakte Erhebung und Analyse der Beziehung verschiedener Phantomphänomene wie Phantomschmerz, Phantomempfindungen, Telescoping (die Wahrnehmung, dass sich das Phantomglied in seiner Länge verändert), Prothesennutzung, und Empfänglichkeit für Körperillusionen in einer großen Stichprobe durch zu führen, (2) die Analyse der neuronalen Korrelate dieser Phänomene in kleinen Subgruppen mittels der funktionellen Magnetresonanztomographie und der transkraniellen Magnetstimulation, (3) die Analyse der Determinanten und neuronalen Korrelate von Körperillusionen bei gesunden Personen um gemeinsame neuronale Mechanismen zu identifizieren und (4) ein virtuelles Training zur Nutzung der Prothese kurz nach der Amputation zu untersuchen um zu verstehen wie eine Manipulation des Körperschemas und sensorisches Feedback die Entstehung und die Korrelate der Phantome im Gehirn verändern.

Nach Amputation eines Körperglieds leidet die Mehrheit aller Patienten unter Phantomschmerzen und den damit einhergehenden erheblichen psychosozialen Folgen. Die neurobiologischen Grundlagen des Phantomschmerzes sind bisher nur in Ansätzen verstanden, man weiß jedoch, dass zentralnervösen Prozessen eine große Bedeutung zukommt. Die Erforschung des Phantomschmerzes hat unmittelbare klinische Bedeutung und ist auch ein Zugang zur Untersuchung der generellen neurobiologischen Grundlagen der Wahrnehmung des eigenen Körpers. Human- und Tierstudien weisen darauf hin, dass genetische Faktoren für die Entstehung von Phantomschmerzen bedeutsam sind, bislang stehen für die Erforschung der molekulargenetischen Grundlagen aber keine ausreichend großen und gut charakterisierten Patientenkollektive zur Verfügung. In dieser Situation bietet nun das im 7. Rahmenprogramm vom Europäischen Forschungsrat (ERC) geförderte „PHANTOMMIND“ Projekt (Leitung: Prof. Flor), in dem 6.000 Patienten mit Amputationen untersucht werden, eine einmalige Chance. Ziel des hier vorgeschlagenen „PHANTOMGENE“ Projektes ist die Erweiterung des PHANTOMMIND Projektes um den Aufbau einer DNA-Bank als nationaler Forschungsressource. Im Rahmen der Rekontaktierung der Patienten soll u.a. auch eine vertiefende Phänotypisierung erfolgen. Anschließend sind genomweite Untersuchungen zu den molekularen Ursachen von Phantomschmerzen geplant.

-Besseres Verständnis der pathophysiologischen Mechanismen von Schmerzerkrankungen. Identifizierung von spezifischen Schlüssel-Mechanismen, die im Rahmen von muskuloskelettalen Schmerzen von Bedeutung sind (psychologische Aspekte (Angst, Depression, Traumatisierung), Endocannabinoides System, nerve growth factor, genetischer Variablen, Coping und Resilienz sowie die Rolle von Muskel, Faszie und Haut). -Identifikation von Risiko- und Schutzfaktoren für die Entwicklung chronischer muskuloskelettaler Schmerzen. -Etablierung einer mechanismen-basierten Subgruppenklassifikation von Patienten mit muskuloskelettalen Schmerzen unter der Berücksichtigung der Schlüssel-Mechanismen.

To acquire a large integrated structural and functional MRI dataset to allow analysis of the structural-functional correlations within the dataset. Analysis will be conducted in cooperation with WP 07. This data will be acquired in an identical fashion from multiple sites and will require explicit standardization with the input of WP 05. Participants will be recruited in conjunction with WP 04. To relate findings in this dataset to external measures of adolescent development, environmental exposure (WP 04) and current neuropsychological performance on tasks which relate to impulsivity (WP 02) To relate findings to genetic information in a coordinated hypothesis testing approach using candidate genes identified from strategies developed in WP 01, 03, 08. Activities in this workpackage are also linked to training activities coordinated in WP 10. Initially each site will implement a comparable pulse sequence for BOLD sensitive functional imaging, for diffusion weighted imaging and for structural T1 weighed imaging. In addition each site will implement the agreed battery of tasks for fMRI scanning and test this set of paradigms. On this basis each site will conduct functional, structural and diffusion weighted imaging at a rate of approximately 100 subjects per year. This data will be analysed individually and then correlated with personality and genetic markers.