360° TOP-Hinweis: Rettungsstelle: Neuropeptid Oxytocin: Autismus + Asperger-Syndrom

Medizin am Abend Berlin Fazit:   Oxytocin schärft die Sinne

Das Neuropeptid Oxytocin ist ein neuer Therapieansatz bei psychischen Erkrankungen, die mit Beeinträchtigungen sozialer Interaktionen einhergehen. 

Wissenschaftler des ZI konnten nun einen Mechanismus von der Verhaltensebene bis hin zu seinen Auswirkungen auf synaptische Netzwerke aufklären, über den Oxytocin die Erkennung und Zuordnung relevanter sozialer Reize verbessert. 

Unter dem Titel „Oxytocin Enhances Social Recognition by Modulating Cortical Control of Early Olfactory Processing“ wurden die Ergebnisse der Studie in der Ausgabe des renommierten Fachjournals Neuron vom 21. April 2016 veröffentlicht. 

 Das Spiel „Memory“ erfordert geschärfte Sinne, um ähnliche Objekte zu unterscheiden und soziale Erkennung bei Mäusen zeigt Ähnlichkeiten zum „Memory Spiel"
 Das Spiel „Memory“ erfordert geschärfte Sinne, um ähnliche Objekte zu unterscheiden und soziale Erkennung bei Mäusen zeigt Ähnlichkeiten zum „Memory Spiel" . © Idee Cathrin Huber, Artwork Sebastian Wieland.
 
Soziale Interaktionen erfordern die Wahrnehmung und Wiedererkennung von Individuen. 

  • Wenn die Wahrnehmung sozialer Reize verändert beziehungsweise gestört ist, hat dies Konsequenzen auf alle folgenden Hirnprozesse bis hin zum Verhalten. 
Bereits einer der Erstbeschreiber des Autismus, der österreichische Kinderarzt Hans Asperger, betonte die veränderte Wahrnehmung von Sinnesreizen als Kennzeichen der Erkrankung. 
  • Er beschrieb 1944 als erster das später nach ihm benannte Asperger-Syndrom. 
Diesen sensorischen Defiziten wird in den letzten Jahren wieder vermehrt Aufmerksamkeit geschenkt, was sich nun auch in den neuen amerikanischen diagnostischen Forschungskriterien niederschlägt.

Die Prozesse der sozialen Interaktionen können auf verschiedenen Ebenen beeinflusst oder verändert sein. 

Das Neuropeptid Oxytocin stellt hierbei einen ersten Ansatzpunkt dar, der soziale Interaktion beim Menschen beeinflusst, wie Arbeitsgruppen am ZI in den letzten Jahren zeigen konnten. Oxytocin kommt zunehmend in der klinischen Therapie zum Einsatz, beispielsweise um in Psychotherapien von Erkrankungen, die mit Beeinträchtigungen im Erkennen sozialer Signale einhergehen, eben diese Ressourcen zu verbessern.

Die Mechanismen sind jedoch nicht vollständig aufgeklärt, über die Oxytocin die Reizverarbeitung beeinflusst.

Wissenschaftler um den Neurobiologen Lennart Oettl und um den Psychiater und Neurophysiologen
Dr. Wolfgang Kelsch (Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie, Leiter AG Entwicklungsbiologie psychiatrischer Störungen) konnte nun einen zentralen Mechanismus bei Mäusen aufklären, wie Oxytocin die Wahrnehmung und Wiedererkennung anderer Individuen moduliert. Wie die meisten anderen Tiere nutzen Mäuse vor allem den Geruchssinn, um soziale Reize wahrzunehmen. Die Wissenschaftler fanden heraus, dass das vom Hirn ausgeschüttete Oxytocin das Signal-zu-Rausch-Verhalten in der sensorischen Informationsverarbeitung verbessert. 
  • Durch Oxytocin werden sogenannte Top-down-Projektionen aus der Großhirnrinde in sensorische Netzwerke aktiviert, die dort hemmende Neurone antreiben. Diese Top-down-Aktivierung verbessert die Signalqualität im Sinne eines Aufmerksamkeitsfilters, so dass die sensorische Information dann verändert an höhere Hirnareale weitergeleitet wird. Über diesen Mechanismus stärkt Oxytocin die Verarbeitung relevanter sozialer Signale und verbessert so die spätere Erkennung voriger sozialer Interaktionspartner.
„Das ist ähnlich wie bei dem Spiel Memory, bei dem es darum geht, die Sinne zu schärfen, um ähnliche Objekte zu unterscheiden und diese später zu erinnern.

Oxytocin scheint diese beiden Aspekte sozialer Interaktion zu fördern“, erklärt Wolfgang Kelsch. 

Das bedeutet, dass Oxytocin die Wahrnehmung in einen besonderen Zustand für die Verarbeitung sozialer Reize versetzt. Oxytocin wirkt auf multiple Schritte der Verarbeitung sozialer Reize.

  • Der aktuelle Befund verdeutlicht, dass die frühe Wirkung Oxytocins in der sozialen Reizwahrnehmung darauffolgende Prozesse verändert. 
  • Die hier beschriebenen Mechanismen könnten so oder ähnlich bei psychiatrischen Erkrankungen gestört sein und Defizite in der Wahrnehmung von Sinnesreizen bei Autismus erklären und, wie aktuelle Studien bei Menschen zeigen, möglicherweise als Ansatzpunkt zur Entwicklung objektivierbarer diagnostischer Kriterien dienen.

Publikation:

Oettl LL, Ravi R, Schneider M, Scheller M, Schneider P, Mitre M, da Silva Gouveia M, Froemke RC, Chao MV, Young WS, Meyer-Lindenberg A, Grinevich V, Shusterman, Kelsch W. Oxytocin enhances social recognition by modulating cortical control of early olfactory processing. Neuron (2016)
http://dx.doi.org/10.1016/j.neuron.2016.03.033

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Dr. Wolfgang Kelsch
Medizinische Fakultät Mannheim, Universität Heidelberg
Zentralinstitut für Seelische Gesundheit
J5, 68159 Mannheim
Tel.: +49(0)621 1703 6213
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Sigrid Wolff Zentralinstitut für Seelische Gesundheit, Mannheim

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20-Zeilen-CT - Protonentherapie

Medizin am Abend Berlin Fazit:  Dresdner Uniklinikum nimmt Hochleistungs-CT für präzises Planen der Protonentherapie in Betrieb

Am gestrigen Montag (9. Mai 2016) nahm die Klinik für Strahlentherapie und Radioonkologie am Universitätsklinikum Carl Gustav Carus Dresden einen weiteren Hochleistungs-Computertomografen CT in Betrieb. 

Mit dem zusätzlichen, vom Bundesministerium für Bildung und Forschung finanzierten Gerät optimieren Strahlentherapeuten im Rahmen mehrerer Forschungsprojekte die Behandlung von Tumorpatienten der „Universitäts Protonen Therapie Dresden“ (UPTD). 

Durch den neuen Topographen wird ein ähnliches, direkt im Bestrahlungsraum aufgestelltes Gerät entlastet – dieses wurde bisher nicht nur für die bildgesteuerte Protonen-Bestrahlung genutzt, sondern parallel für die Planung aller Protonenbehandlungen. 
 (v.l.n.r.) Wilfried Winzer, Kfm. Vorstand; Prof. Enghardt, Medizinische Strahlenphysik; Kerstin Streckler; Prof. Krause, stellvertretende Klinikdirektorin; Dr. Richter und Oberärztin Prof. Troost.
(v.l.n.r.) Wilfried Winzer, Kfm. Vorstand; Prof. Enghardt, Medizinische Strahlenphysik; Kerstin Streckler; Prof. Krause, stellvertretende Klinikdirektorin; Dr. Richter und Oberärztin Prof. Troost.
Foto: Uniklinikum Dresden / Holger Ostermeyer Sie sind stolz auf den neuen Computertomographen, der die
Forschungen zur Protonentherapie ebenso voranbringt wie die Krankenversorgung: Wilfried Winzer,  Kaufmännischer Vorstand des Uniklinikums; Prof. Wolfgang Enghardt, Leiter der Sektion Medizinische
Strahlenphysik; Kerstin Streckler, Leitende Medizinisch-technische Bestrahlungsassistentin; Prof. Mechthild Krause, stellvertretende Direktorin der Klinik für Strahlentherapie und Radioonkologie: Dr.
Christian Richter, Leiter der Forschungsgruppe Hochpräzisionsstrahlentherapie und Prof. Esther Troost, Oberärztin an der Klinik für Strahlentherapie.

 
Dank des neuen CT lässt sich die Zahl der Bestrahlungen nun erhöhen.

Zudem tragen ebenfalls neu beschaffte Zusatzgeräte dazu bei, die Patienten noch präziser zu behandeln. 

  • Dazu gehören drei Laser zur Simulation der Bestrahlung sowie ein Spezialgerät, das zeitgleich zum CT-Scan die Atmung des Patienten aufzeichnet und diese Information mit den Bildern koppelt. Davon profitieren vor allem Patienten mit Tumoren im Brustbereich, deren Lage aufgrund der Atembewegungen variiert.

Bei dem neuen 20-Zeilen-CT kreisen Röntgenröhre und der ihr gegenüberliegende Detektor jede Sekunde zweimal um den Körper des Patienten.

Dabei entstehen jeweils 20 Schnittbilder. Dank dieses hohen Tempos bleibt die Strahlenbelastung sehr gering. 

Das ist auch deshalb wichtig, weil die UPTD-Experten ihre Patienten zur optimalen Planung der Protonentherapie mit zwei unterschiedlichen Energien scannen können. Auf diese Weise liefert das CT zusammen mit den Auswertungsprogrammen ein optimales Bild von den unterschiedlichen Gewebearten des Körpers – etwa Knochen oder Muskeln. Dass die Aufnahmen mit einer geringen Strahlendosis möglich sind, ist insbesondere für Kinder und junge Erwachsene eine gute Nachricht.

  • Denn aufgrund der höheren Lebenserwartung müssen deren Organe stärker als die älterer Menschen geschont werden.

Der neue Hochleistungs-Computertomograph ist ein wichtiger Baustein in der Universitäts Protonen Therapie Dresden, die diese innovative Therapie in der Patientenversorgung im Rahmen von wissenschaftlichen Studien einsetzt. Dabei ist das Uniklinikum Dresden einer von nur drei universitären Standorten in Deutschland, der diese Therapiemethode anbietet. Um sie weiter zu erforschen, schlossen sich Klinikum, TU Dresden sowie das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) im OncoRay-Zentrum zusammen. Für das Forschungsprojekt „RADIOMICS – Hochdurchsatz-Analyse von medizinischen Bilddaten zur Identifizierung von robusten Indikatoren zur Therapie-Individualisierung“ stellt das Bundesministerium für Bildung und Forschung mehr als eine halbe Million Euro zur Verfügung, mit dem der Kauf des CT und der Zusatzgeräte finanziert wurde.

Bei der computergestützten Planung der Protonentherapie erlaubt es die mit zwei Energien arbeitende CT-Bildgebung die Eindringtiefe der Protonen in das Gewebe sehr exakt vorauszuberechnen. Die Resultate der zu diesem Thema gemeinsam von Heidelberger und Dresdner Wissenschaftlern betriebenen Forschungen werden Schritt für Schritt in die Patientenbehandlung eingeführt und sorgen so dafür, die Präzision der Partikeltherapie weiter zu erhöhen.

Ein weiterer wichtiger Aspekt bei einer exakt auf den Patienten abgestimmten, individuellen Strahlentherapie ist die Berücksichtigung der Tumorbewegung, die bei Brust- oder Lungentumoren hauptsächlich durch die Atmung entsteht. Der CT-Scanner ist in der Lage, bewegte Bilder aufzunehmen – man spricht von vierdimensionaler Computertomografie. Auf dieser Basis und mittels modernster Bestrahlungstechnologie können die Experten die Patienten so behandeln, dass der Strahl nur dann eingeschaltet wird, wenn sich der bewegende Tumor präzise treffen lässt und wenn strahlenempfindliche Organe einen möglichst großen Abstand zum Strahl haben. So ist es beispielsweise bei Brustkrebs-Patientinnen möglich, das Herz vor Strahlenschädigungen zu bewahren, die oft erst nach zehn oder mehr Jahren auftreten.

Zum neuen CT gehört Spezialsoftware, die es erlaubt, die Organe auch dann optimal abzubilden, wenn beispielsweise künstliche Gelenke oder Zahnersatz aus Metall das Röntgenbild verfälschen.

  • Wird etwa ein Prostatakrebs-Patient mit künstlichen Hüftgelenken für die Bestrahlungsplanung gescannt, kann ein normales CT-Bild keine klare Darstellung des Tumors liefern – erst diese Software sorgt hier für aussagekräftige Bilder.
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Universitätsklinikum Carl Gustav Carus Dresden
Klinik für Strahlentherapie und Radioonkologie
Direktor: Prof. Dr. med. Michael Baumann
Tel.: 0351 458 33 73
E-Mail: michael.baumann@uniklinikum-dresden.de
Internet: www.uniklinikum-dresden.de/str
Holger Ostermeyer Universitätsklinikum Carl Gustav Carus Dresden