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Projects: Developmental Clinical Neurophysiology in Childhood and Adolescence

Holz N. DFG - Deutsche Forschungsgemeinschaft HO 5674/2-1: Exploring the long-term impact of early life adversity on the (anti-)social brain”. 04/2018-04/2021.

Although the study of environmental adversity promises to provide important clues about individual variation in the etiology of complex psychiatric disorders, conclusive pathways to brain endophenotypes of social and antisocial behavior are largely missing. A combination of research of the long-term effects of early environmental adversity with neuroimaging may provide a powerful strategy. In the proposed project, we aim to study the impact of environmental adversities during early development on neural networks implicated in social behavior, as assessed by structural MRI and functional MRI. 280 young adults (both healthy and with current psychopathology) from an epidemiological cohort study followed since birth will be assessed. In detail, neural circuitries will be examined encompassing different dimensions of social behavior, such as social interaction, social cognition, modulation of social behavior and motivation. Candidate environmental conditions with sizeable and established effects on brain function and structure in this sample, covering prenatal and early postnatal adversities, will be investigated. The identification of neural mechanisms underlying the effects of early adversity on neural networks implicated in social behavior, and their stability over time, will help to establish more effective ways of diagnosing, preventing and treating mental disorders, especially those involved in antisocial behavior.

Holz N. Universität Heidelberg Olympia Morata-Programm: Entering the antisocial mind - development, neurobiology and new therapeutic approaches. 03/2018-02/2020.

Individuals with antisocial behavior (AB) show aggressive, deceptive, rule-violating, and destructive behaviors. AB is a hallmark feature of disruptive disorders, such as oppositional defiant disorder (ODD) and conduct disorder (CD). Since AB is only moderately heritable, the environment is suggested to play an important role in the etiology of AB, possibly affecting neural networks that trigger aggressive behavior. In terms of treatment, only limited efficacy has been reported, possibly attributable to the presence of distinct (e.g. arousal- specific) subgroups within AB, which are not yet very well characterized and would need more individualized treatments. In the first project, the impact of early adversities and positive environments on neural networks implicated in social behavior will be investigated in 280 young adults from an epidemiological cohort study followed since birth. In detail, risk and protective factors, focusing on psychosocial and socioeconomic environments, personality factors, hormone levels, and genetic make-up that favor aggression and AB will be investigated. Using different fMRI paradigms involved in motivation, social cognition, social interactions and their modulation, the neurobiology involved in aggressive behavior will be characterized and how that is changed as a function of adverse environments. In addition, real-time smartphone-based assessments of social interactions and mood will further elucidate how daily-life social encounters may present risk or resilience factors for the development of AB. In a second, already ongoing EU project, neural activity during reward-based decision making and emotion processing is investigated in 180 CD patients versus 90 controls. To shed light on the neural markers that differentiate between different CD groups, subtype-specific analyses based on the presence of callous-unemotional (CU) traits will be conducted. To extend the findings from project 1 to a clinically severe group of CD patients, it will be disentangled how environmental adversity may have affected these circuits and how this aberrant functioning contributes to the emergence of aggressive behavior. Moreover, specific arousal patterns have been shown to distinguish CD patients with and without CU traits, which paves the way for an individualized treatment. Through innovative, individualized biofeedback training protocols, young patients are learning how to self-regulate their arousal level (up- or downwards), depending on their “aggressotype”. This personalized, deficit-specific biofeedback training for both CD patients is currently evaluated in a controlled multicenter trial. In sum, the results of this habilitation may help to establish more effective ways of diagnosing, preventing and treating individuals with AB.

BMBF - Bundesministerium für Bildung und Forschung 01EE148E: ESCA-life - Vorhersage des Behandlungserfolges aus der Gehirmstruktur und -funktion bei evidenzbasierter. stufenweiser Versorung bei ADHS. 02/2015-01/2019.

Im Forschungsverbund ESCA-Life (Evidence-based, Stepped Care of ADHD along the life-span) werden neue Diagnose- und Behandlungsmöglichkeiten bei Aufmerksamkeitsdefizit-/Hyperaktivitätsstörungen erforscht. Diese Erkrankung beginnt zumeist bereits im Kindes- und Jugendalter. Oftmals wird ADHS aber auch in das Erwachsenenalter übertragen. Zur Therapie von ADHS sind medikamentöse und nicht-medikamentöse Verfahren verfügbar. Der Erfolg dieser Therapien ist aber individuell sehr unterschiedlich. Die Forschungsprojekte des ESCA-Life Verbundes verfolgen daher das Ziel, den Behandlungserfolg individuell zu verbessern. Hierzu sollen abgestufte Therapiekonzepte erforscht werden. Diese sehen unterschiedliche Optionen vor, die individuell angepasst werden. Die Behandlung beginnt mit einem sehr niederschwelligen Ansatz, etwa einer angeleiteten Selbsthilfe. Je nach Ansprechen wird die weitere Therapie dann entsprechend angepasst. In insgesamt vier klinischen Studien sollen abgestufte Therapieansätze an unterschiedlichen Zielgruppen erforscht werden: Vorschulkinder, Kinder im Schulalter, Jugendliche und Erwachsene. Parallel zu der eigentlichen Therapie sollen Parameter bestimmt werden, anhand derer sich der Behandlungserfolg vorab abschätzen lässt. Basierend auf den Ergebnissen der Studien wird eine Implementierung entsprechender Maßnahmen im Gesundheitswesen angestrebt. Der Behandlungserfolg nicht-pharmakologischer Therapien bei ADHS ist sehr heterogen. Patientinnen und Patienten sprechen individuell entweder besser oder schlechter auf eine bestimmte Behandlung an. Diese Unterschiede werden zunehmend anhand individueller Veränderungen der Gehirnstruktur und der Gehirnfunktion der Betroffenen interpretiert. In diesem Projekt, das vom ZI Mannheim geleitet wird, sollen diese Veränderungen daher näher untersucht werden. Ziel des Vorhabens ist es, anhand bestimmter Parameter den Behandlungserfolg einer spezifischen Therapie vorab besser einschätzen zu können. Die Arbeiten konzentrieren sich dabei speziell auf die Vorhersage des Behandlungserfolges bei Verhaltenstherapie und bei Neurofeedback. Hierzu werden Patientinnen und Patienten untersucht, die an den entsprechenden Modulen in den klinischen Studien des ESCA-Life Verbundprojektes teilnehmen. Es werden Merkmale der Funktion, der Struktur und der Konnektivität des Gehirns analysiert. Dies geschieht durch Bildgebungstechniken wie Elektroenzephalographie (EEG), Magnetresonanztomografie (MRT) oder transkranieller Sonographie (TCS). Durch die Arbeiten im Vorhaben sollen zukünftige Behandlungen gezielter und effizienter auf die individuellen Bedürfnisse angepasst werden können.

Banaschewski T. BMBF - Bundesministerium für Bildung und Forschung 01EE108C: ESCAadol - Individualisierte Kurzzeit-Verhaltenstherapie zur Behandlung der AufmerksamkeitsdefizitHyperaktivitätsstörung (ADHS) bei Jugendlichen - eine randomisiert-kontrollierte Therapiestudie innerhalb des Forschungskonsortiums "ESCAlife". 02/2015-01/2019.

Die Diagnose einer ADHS des Kindes und Jugendalters zeigt eine hohe Persistenz bis ins Erwachsenenalter (50% nach Daten der WHO) und führt zu deutlichen sozialen, akademischen und emotionalen Beeinträchtigungen für die Betroffenen. Häufig liegen komorbide Erkrankungen wie z.B. Depression, Angsterkrankungen und Substanzmissbrauch/Suchterkrankungen vor. Da ADHS als prädisponierender Faktor für akademische Leistungsprobleme und Delinquenz weitreichende gesundheitsökonomischen Folgen hat (Manuzza, Klein & Moulton, 2008; Schlander, Trott & Schwarz, 2010), besteht ein hoher Bedarf nach wirksamen und sicheren Behandlungsstrategien. Der Nutzen pharmakotherapeutischer Optionen im Jugendalter ist eingeschränkt, da etwa 20% der Patienten durch die Medikation keine oder nur teilweise Besserung erfahren. Dies ist möglicherweise bedingt durch komorbide Erkrankungen, welche die Wirksamkeit herabsetzen (Riggs et al., 2011). Da auch die Zustimmung zu einer medikamentösen Behandlung im Jugendalter oft gering ist (Robb & Findling, 2013), sind nicht-pharmakologische Behandlungsoptionen essentiell. Trotz empirischer Belege für die Wirksamkeit psychosozialer Interventionen im Kindes- (Fabiano et al., 2009) und Erwachsenenalter (Philipsen, 2012) fehlen bislang kontrollierte Studien mit Jugendlichen (Evans et al., 2011; Sonuga-Barke et al., 2013). Weiterhin basiert die Evidenzlage hinsichtlich des Ansprechens auf verschiedene Behandlungen auf hoch selektierten Populationen unter Ausschluss von Patienten mit geringer Behandlungsmotivation sowie bestimmten komorbiden Erkrankungen und psychosozialen Belastungensfaktoren. Um diesen Punkten Rechnung zu tragen, ist unsere Studie ausgerichtet auf jugendliche Patienten mit einer persistenten ADHS, bei denen trotz vorangehender leitlinienbasierter Behandlung keine hinreichende Verbesserung der ADHS-Symptomatik erreicht werden konnte. Evidenzbasierte Interventionen werden in ein modular aufgebautes multimodales Behandlungskonzept mit hoher Individualisierbarkeit integriert. Es werden zwei Behandlungsformen hinsichtlich ihrer Wirksamkeit miteinander verglichen: eine manualisierte Kurzzeit-Verhaltenstherapie und telefongestützte Selbsthilfe. Ziel ist die Etablierung einer ökonomischen und praktikablen Behandlung der ADHS sowie assoziierter Beeinträchtigungen im Jugendalter, welche einfach und breit in der klinischen Routine implementiert werden kann. Die Studie leistet einen Beitrag zur Entwicklung von Behandlungsstrategien für Patienten beider Geschlechter, wobei Geschlechtereffekten im Rahmen einer Moderatoranalyse besondere Aufmerksamkeit gewidmet wird. Zusätzlich dient die Studie der Identifikation von Prädiktoren für Behandlungserfolg.

Banaschewski T. BMBF - Bundesministerium für Bildung und Forschung 01EE1408B: ESCAschool - Stufenweise Behandlung von ADHS bei Schulkindern im Alter von 6 bis 11 Jahren. 02/2015-01/2019.

Deutsche und europäische klinische Leitlinien (Deutsche Gesellschaft für Kinder- und Jugendpsychiatrie, Psychosomatik und Psychotherapie [DGKJP] et al., 2007; National Institute for Health and Clinical Excellence, 2009; Taylor et al., 2004) empfehlen einen stufenweisen Behandlungsansatz mit individualisierten, adaptiven Behandlungsstrategien, der zwischen Patienten mit schweren Symptomen und zwischen Patienten mit milden bis moderaten Symptomen unterscheidet. Ein stufenweiser Ansatz mit individuellen adaptiven Behandlungsstrategien ist aktuell empirisch aber noch nicht überprüft worden, weshalb über Machbarkeit, Wirksamkeit und Effektivität dieses Ansatzes bisher nur wenig bekannt ist. ESCAschool zielt darauf ab, bei 6- bis 11-jährigen Patienten mit ADHS die Wirksamkeit eines individualisierten und sich schrittweise intensivierenden Behandlungsansatzes mit empirisch fundierten Interventionen (z. B. Verhaltenstherapie, Pharmakotherapie) im Eigen- und Fremdkontrollgruppendesign zu untersuchen. Darüber hinaus soll in der Studie die Machbarkeit der Implementierung dieses stufenweisen Ansatzes in der Routineversorgung überprüft werden. Entsprechend den Behandlungsleitlinien sollen für Kinder mit milder bis moderater bzw. schwerer ADHS verschiedene Behandlungsstrategien angewendet und untersucht werden. Die Ergebnisse sollen die Individualisierung von Behandlungsstrategien für Kinder mit ADHS verbessern, Behandlungsalgorithmen für pharmakologische und nicht-pharmakologische Therapien optimieren und die Evidenzbasierung nicht-pharmakologischer Therapieansätze stärken. Die Evaluation eines schrittweisen Ansatzes in der Routineversorgung ist für die klinische Praxis von besonderem Interesse. Darüber hinaus können die Ergebnisse dazu beitragen, die Kosteneffizienz der ADHS-Behandlung zu optimieren

Banaschewski T. 01EE108A: ESCApreschool - Evidenzbasierte, stufenweise Behandlung von ADHS bei Kindern im Vorschulalter von 3;0 bis 5;11 Jahren. 01/2015-12/2018.

Deutsche und europäische klinische Leitlinien (Deutsche Gesellschaft für Kinder- und Jugendpsychiatrie, Psychosomatik und Psychotherapie [DGKJP] et al., 2007; National Institute for Health and Clinical Excellence, 2009; Taylor et al., 2004) empfehlen einen stufenweisen Behandlungsansatz mit individualisierten, adaptiven Behandlungsstrategien, der zwischen Patienten mit schweren Symptomen und zwischen Patienten mit milden bis moderaten Symptomen unterscheidet. Ein stufenweiser Ansatz mit individuellen adaptiven Behandlungsstrategien ist aktuell empirisch aber noch nicht überprüft worden, weshalb über Machbarkeit, Wirksamkeit und Effektivität dieses Ansatzes bisher nur wenig bekannt ist. ESCAschool zielt darauf ab, bei 6- bis 11-jährigen Patienten mit ADHS die Wirksamkeit eines individualisierten und sich schrittweise intensivierenden Behandlungsansatzes mit empirisch fundierten Interventionen (z. B. Verhaltenstherapie, Pharmakotherapie) im Eigen- und Fremdkontrollgruppendesign zu untersuchen. Darüber hinaus soll in der Studie die Machbarkeit der Implementierung dieses stufenweisen Ansatzes in der Routineversorgung überprüft werden. Entsprechend den Behandlungsleitlinien sollen für Kinder mit milder bis moderater bzw. schwerer ADHS verschiedene Behandlungsstrategien angewendet und untersucht werden. Die Ergebnisse sollen die Individualisierung von Behandlungsstrategien für Kinder mit ADHS verbessern, Behandlungsalgorithmen für pharmakologische und nicht-pharmakologische Therapien optimieren und die Evidenzbasierung nicht-pharmakologischer Therapieansätze stärken. Die Evaluation eines schrittweisen Ansatzes in der Routineversorgung ist für die klinische Praxis von besonderem Interesse. Darüber hinaus können die Ergebnisse dazu beitragen, die Kosteneffizienz der ADHS-Behandlung zu optimieren.

Banaschewski T, Brandeis D. EU - Europäische Union HEALTH-F2-2013-602805: Aggressotype - WP8 Biofeedback treatment of arousal in impulsive and instrumental aggression . 11/2013-10/2018.

WP8 Biofeedback treatment of arousal in impulsive and instrumental aggression WP8’s goal is to tackle the limitations of current behavioural and pharmacological treatments of paediatric aggression, since there is a need for innovative personalised treatment targeting the core brain and autonomous functions, such as arousal dysregulation in paediatric aggression implicated in aggression. WP8 will therefore establish the most consistent markers of distinguishing between instrumental and impulsive aggression, develop an innovative biofeedback training protocol for patients to learn self regulation of their individual specific physiological deficits in various naturalistic situations, and it will finally evaluate the effects of such personalized, deficit -specific biofeedback training for both forms of aggression in a controlled multicenter trial.

Brandeis D. EU - Europäische Union 684809: NEWROFEED - für Kinder und Jugendlichen mit einer AD(H)S. 09/2016-10/2017.

Die Aufmerksamkeitsdefizit-/Hyperaktivitätsstörung (ADHS) ist eine der häufigsten psychischen Erkrankungen bei Kindern und Jugendlichen. Obwohl es gute Möglichkeiten der psychotherapeutischen und medikamentösen Behandlung gibt, besteht eine große Nachfrage nach alternativen und ergänzenden Therapiemethoden. Neurofeedback ist ein neueres nichtmedikamentöses therapeutisches Verfahren, bei dem Patienten lernen können, die elektrische Aktivität ihres Gehirns gezielt zu regulieren. Die NEWROFEED-Studie untersucht erstmals die Wirksamkeit eines personalisierten Neurofeedback-Trainingsgeräts für den Heimgebrauch (ADHD@Home) im Vergleich mit medikamentöser Therapie bei der Behandlung von Kindern und Jugendlichen mit ADHS (7–13 Jahre). Nach einer ausführlichen Diagnostik werden die Teilnehmer nach dem Zufallsprinzip in einem Verhältnis von 3:2 einer Neurofeedback-Behandlung oder einer medikamentösen Behandlung mit dem Wirkstoff Methylphenidat zugeteilt. Die Teilnehmer der Medikamenten-Gruppe erhalten eine individuelle medikamentöse Einstellung und Behandlung durch einen erfahrenen Kinder-und Jugendpsychiater. Die Teilnehmer der Neurofeedback-Gruppe und deren Eltern werden ausführlich in die Nutzung des Neurofeedback-Trainingsgerätes eingewiesen und führen anschließend das Neurofeedback-Training zuhause auf einem Tablet-Computer durch. Das Training umfasst 40 Sitzungen von jeweils 45 Minuten. Dabei wird die Hirnaktivität im Rahmen kleiner Spiele in Echtzeit zurückgemeldet. Die Dauer der Studienteilnahme beträgt insgesamt circa 3 Monate. Ziel der Studie ist nachzuweisen, dass das personalisierte Neurofeedbacktraining einer sorgfältigen medikamentösen Behandlung in der Wirksamkeit nicht unterlegen ist.

Dittmann RW. EU - Europäische Union 278948: TACTICS: Translational Adolescent and Childhood Therapeutic Interventions in Compulsive Syndromes. 01/2012-12/2016.

Compulsivity is characterized by a repetitive, irresistible urge to perform a behavior, the experience of loss of voluntary control over this intense urge, the diminished ability to delay or inhibit thoughts or behaviors, and the tendency to perform repetitive acts in a habitual or stereotyped manner. Compulsivity is a cross-disorder trait underlying phenotypically distinct psychiatric disorders that emerge in childhood (autism spectrum disorder, ASD; obsessive-compulsive disorder, OCD) or adolescence (substance abuse). Our approach integrates clinical data sets for ‘addictive’ (ADHD high risk for substance use), ‘anxious’ (OCD) and ‘stereotypical’ (ASD) compulsive behaviors with highly predictive animal models for new pharmacotherapy. In a series of ‘proof-of-concept’ studies, the cohesion of structural neuroimaging studies (MRI/DTI), neurochemistry (MRS/microdialysis), behavior, genetics (GWAS), proteomics and (Bayesian) machine learning tools in both male and female paediatric clinical populations and behavioral animal models will seek to better understand underlying mechanisms related to glutamate dysfunction in frontostriatal circuits and its remediation / prevention by early intervention studies with glutamate-based (riluzole and memantine) clinically used drugs. The leading drug-based interventions will be tested in pilot Phase IIb-like studies for ‘proof-of-principle’ efficacy in paediatric OCD and ASD populations. This approach will 1) establish predictive neural, genetic and molecular markers of compulsivity in pediatric populations; 2) provide evidence of disorder modifying pharmacologic strategies as a therapeutic approach; 3) develop a novel animal model for pharmaceutical screening and proof of concept studies, 4) build and valorize a translational biomarker compulsivity database and 5) provide pilot efficacy and safety data in paediatric clinical populations to support future large scale clinical trials according to these strategies.

Poustka L, Hohmann S. Robert Bosch Stiftung, Stadt Mannheim, Fördergemeinschaft Rotary Club : Zappelphilipp I + II: Frühintervention bei durch Delinquenz auffällig gewordenen Kindern mit hyperaktiv – antisozialen Verhaltensstörungen in Mannheim. 09/2005-06/2012.

In einer innovativen, bundesweit erstmals etablierten Kooperation zwischen der Polizei, dem Jugendamt, der Stadt Mannheim und der kinder- und jugendpsychiatrischen Klinik am ZI Mannheim wurde das Projekt "Zappelphilipp" ins Leben gerufen. Im Sinne einer indizierten pädagogisch-therapeutischen Prävention richtet es sich an Risikofamilien, deren Kinder erstmals polizeilich auffällig wurden oder Verhaltensauffälligkeiten wie dissoziale Handlungen, körperliche und verbale Aggressivität, ausgeprägt oppositionelles und dominantes Verhalten zeigen, in der Hoffnung, eine weitere Entwicklung delinquenten und aggressiven Verhaltens zu verhindern. In einem alltagsnahen Behandlungskontext wurden die Eltern in erweiterten Erziehungskompetenzen geschult. Angestrebt wurde der Erwerb der Fähigkeit zur kontinuierlichen Aufsicht und Steuerung ihres Kindes, zum angemessenen Umgang mit Problemverhalten sowie zu Belohnung und positiver Aufmerksamkeit gegenüber erwünschtem Verhalten. Probleme sollten direkt im häuslichen Rahmen erkannt werden, um die Intervention auf den individuellen Bedarf zuzuschneiden und unmittelbar etablieren zu können.


Zentralinstitut für Seelische Gesundheit (ZI) - https://www.zi-mannheim.de