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Das Forschungszentrum für das Kind FZK

Das Forschungzentrum (FZK) hat sich zum Ziel gesetzt, beste Ergebnisse in den relevanten Bereichen Prävention, Wiederherstellung und Heilung von Krankheiten, Verletzungen und Fehlbildungen zu erreichen, und zwar vom Neugeborenen bis zum Jugendlichen.

Lernen und Schlafverhalten

 

 

Schwerpunkt „Schlaf und Hirnentwicklung"

Wir untersuchen die Bedeutung von Schlaf-Wachprozessen auf Verhalten, Lernen und Gedächtnis im Kindes- und Jugendalter. Insbesondere erforschen wir grundlegende Mechanismen der Zustands- und Schlaf-Wach-Regulation und deren Wechselwirkungen mit der Hirnentwicklung bei gesunden und kranken Kindern und Jugend​lichen.

 

Untersuchung der Tagesverläufe von Markern der kortikalen Plastizität mittels multimodaler Bildgebung in gesunden Kindern und Jugendlichen
Neuere Studien zeigen, dass die Schlaf Wach Regulation eine wichtige Rolle bei plastischen Veränderungen im Kortex spielen könnte. So scheint Schlaf die durch Lernen induzierte Stärkung von Verbindungen zwischen Hirnzellen wieder abzuschwächen und schafft so Raum für erneutes Lernen am nächsten Tag. Kortikale Plastizität, die strukturellen und funktionellen Veränderungen der Verbindungen zwischen Hirnzellen, spielt eine Schlüsselrolle in der Hirnentwicklung. Es gibt gute Hinweise, dass Änderungen der kortikalen Plastizität während der Kindheit und Jugend einen Zusammenhang mit der Entwicklung von psychiatrischen Erkrankungen aufweist. Wir möchten diese Zusammenhänge mittels modernen bildgebende Verfahren (zum Beispiel Magnetresonanz-Spektroskopie  und hochauflösender Elektroenzephalographie) zunächst bei gesunden und in einem zweiten Schritt bei Kindern und Jugendlichen mit einer Aufmerksamkeitsdefizit-/Hyperaktivitätsstörung durchzuführen.
Diese Studie wird vom Schweizerischen Nationalfonds finanziert. PI ist Reto Huber.

 

Unterschiede in der Hirnaktivität während des Schlafes bei Kinder und Jugendlichen mit einer Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitäts-Störung (ADHS)
Die Adoleszenz ist eine besonders sensitive Zeit der Hirnentwicklung in der ein bedeutender Abbau von neuronalen Verbindung stattfindet. Verschiedene psychiatrische Erkrankungen werden mit diesem Abbau der Verbindungsdichte assoziiert. Ein enges Monitoring dieses Vorganges könnte deshalb von grosser Bedeutung sein. Die Hirnaktivität im Schlaf widerspiegelt diese Umbauvorgänge (Tononi and Cirelli, Neuron 2014) und kann mit relativ einfachen und kostengünstigen EEG Messungen, unabhängig von Testungen, erhoben werden. Somit können wichtige beeinflussende Faktoren wie Motivation und die momentane kognitive Aktivität, die gerade bei Kindern oder bestimmten Patientenpopulationen von Bedeutung sind, umgangen werden. In diesem Forschungsvorhaben untersuchen wir mittels hochauflösender EEG Ableitungen (128 Elektroden) während des Schlafes regionale Unterschiede in der Hirnaktivität bei Kindern mit einer ADHS, mit dem Ziel die Eignung dieser Messung als diagnostisches Instrument bei ADHS Patienten zu testen.

Diese Studie wird vom Schweizerischen Nationalfonds und dem Klinischen Forschungsschwerpunkt „Schlaf und Gesundheit" der Universität Zürich finanziert. PI ist Reto Huber. Zusammenarbeit mit Daniel Brandeis (KJPD Zürich) und Oskar Jenni (Entwicklungspädiatrie).

 

Hochauflösende Schlaf-EEG Studie bei Kinder/Jugendliche mit affektiven Störungen und psychotischen Störungen aus dem schizophrenen Formenkreis
Wie wir schon in unseren bisherigen Studien zeigen konnten eignet sich die Anwendung des hochauflösenden Schlaf-EEG mit der Analyse der Aktivitäts-Topographie (im langsamwelligen Frequenzbereich, <4.5 Hz) als Instrument zur Erfassung von entwicklungsbedingten und funktionalen Veränderungen bei gesunden und pathologischen Prozessen (Abbildung 1; Kurth et al., Journal of Neuroscience 2010; Ringli et al., Cortex 2012). Entsprechend können mit diesem Instrument die Veränderungen des Reifungsprozesses bei Kindern und Jugendlichen mit einer affektiven oder psychotischen Störung detektiert und vergleichend dargestellt werden. Wir erhoffen uns damit neue Methoden für eine frühe Diagnosestellung zu finden.

EEG-Aktivität im Non-REM-Schlaf.pngAbbildung 1. Räumliche Verteilung der Langsamwelligen EEG Aktivität (1-4.5 Hz) im Non-REM Schlaf von fünf Altersgruppen (5-8 Jahre, 8-11 Jahre, 11-14 Jahre, 14-17 Jahre, 17-20 Jahre). Die Darstellungen basieren auf 109 Elektroden (farbige Kreuze). Die Werte sind farbkodiert (Maxima rot, Minima blau) und auf ein hemisphärisches Hirnmodell projiziert (Kurth et al., Journal of Neuroscience 2010). Die Abbildung veranschaulicht die Übereinstimmung zwischen lokaler Schlaftiefe und Lernen während der Entwicklung: In den frühen Jahren werden visuelle und visuo-motorische Fähigkeiten gelernt – der Schlaf ist am tiefsten über den hinteren Hirnregion welche für visuelle und visuo-motorische Verarbeitung zuständig sind. In der späten Adoleszenz bilden sich die höher kognitiven Fähigkeiten aus. Nun ist die Schlaftiefe über den zuständigen frontalen Regionen maximal.

 

Diese Studie wird vom Schweizerischen Nationalfonds und dem Klinischen Forschungsschwerpunkt „Schlaf und Gesundheit" der Universität Zürich finanziert. PI ist Reto Huber. Zusammenarbeit mit Miriam Gerstenberg (KJPD Zürich) und Oskar Jenni (Entwicklungspädiatrie).

Konsolidierung von Gedächtnisinhalten im Schlaf bei Adoleszenten mit einer Angststörung
Charakteristisch für Angstpatienten ist z.b. ein deutlicher Bias für das Erinnern von negativen, autobiografischen Ereignissen während positive Erlebnisse verstärkt vergessen werden (Coles and Heimberg, Clinical Psychology Review 2002). Die neuronalen Mechanismen die der Entstehung und Aufrechterhaltung einer Angststörung in der frühen Entwicklung zugrunde liegen, sind noch weitestgehend unbekannt. Es konnte wiederholt gezeigt werden, dass Schlaf einen direkten Einfluss auf das Speichern und Verarbeiten von emotionalen Ereignissen hat (Wagner et al., Learning & Memory 2001). Ein möglicher Mechanismus der der schlafabhängigen Speicherung von Gedächtnisinhalten zugrunde liegt, ist die Reaktivierung dieser Inhalte im anschliessenden Schlaf. Vor diesem Hintergrund untersuchen wir in der Studie ob die Speicherung positiver emotionaler Gedächtnisinhalte durch die Verstärkung von Reaktivierungsprozessen im Schlaf moduliert werden kann.

Diese Studie wird vom Forschungskredit der UZH und einem FZK Grant unterstützt. PI ist Ines Wilhelm. Zusammenarbeit mit Andrea Preiss (KJPD Zürich) und Reto Huber (Entwicklungspädiatrie).


Teamleiter

​Dr. Nat. Sci. ETH Reto Huber
reto.huber@kispi.uzh.ch
CV

​Post-Doktoranden

Doktoranden

      sophia.snipes@kispi.uzh.ch

Masterstudierende
​Wissenschaftliche Mitarbeitende


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