Bewegungsstörungen und Neuromodulation

Unser Forschungsbereich Bewegungsstörungen und Neuromodulation umfasst eine interdisziplinäre wissenschaftliche Ausrichtung, die sich mit der Untersuchung und dem Verständnis von Störungen der Bewegungskontrolle befasst. Dieses inkludiert die klinischen Krankheitsbilder Morbus Parkinson, Tremor und die Dystonie, aber auch die Phänomene des motorischen Lernens nach neurologischen Erkrankungen. Wir kombinieren verschiedene Methoden und Ansätze, um eine umfassende Perspektive auf diese Erkrankungen zu gewinnen und innovative Therapieansätze zu entwickeln. Ein zentraler Aspekt unserer Forschung ist die Anwendung von neuromodulativen Verfahren, insbesondere die klinische etablierte tiefen Hirnstimulation (THS). Hierbei handelt es sich um eine etablierte therapeutische Methode, bei der elektrische Impulse in spezifische Bereiche des Gehirns gesendet werden, um Bewegungsstörungen zu behandeln.

Eine Kombination von Methoden

Eine Vielzahl von extern geförderten Drittmittelprojekten zielen darauf ab, Hirnnetzwerkstörungen und ihre Auswirkungen auf die Bewegungskontrolle zu untersuchen, neuroplastische und -protektive Effekte durch Neuromodulation und immunologische Verfahren zu optimieren und dynamische Veränderungen in Hirnnetzwerken für adaptive Behandlungsstrategien zugänglich zu machen. Methodisch verbinden wir dabei Neuromodulation mit bildgebenden und nuklearmedizinischen Verfahren, Signalanalysen von cortical und subcorticalen Oszillationen, Einsatz von präklinischen Zellkultur -und Tiermodellen sowie KI-basierten Modellen und Simulationen.

Von präklinischen Modellen bis hin zu randomisierten, kontrollierten Studien wird dabei ein tieferes Verständnis für diese Erkrankungen erlangt und präzisere und wirksamere Behandlungsansätze ermöglicht, um die Lebensqualität und Therapieoptionen von Patienten mit Bewegungsstörungen zukünftig weiter verbessern zu können. 

Arbeitsgruppen

  • Prof. Volkmann/PD Dr. Capetian: klinische tiefe Hirnstimulation
  • Prof. Ip: translationale Neurologie der Bewegungsstörungen
  • Prof. Zeller: Systemische Neurophysiologie
  • Prof. Dr.-Ing. M. Muthuraman: Neural Engineering with Signal Analytics and Artificial Intelligence (NESA-AI)
  • Dr. Reich: visualDBSlab
  • Dr. Wessel: non-invasive DBS lab 

Externe Drittmittelprojekte

  • European Joint Programme on Rare Diseases EurDyscover (2020-2024)
  • SFB-TRR 295 ReTune (2020-2024)
  • BMBF-Forschungsverbund DYSTRACT (2016-2025)
  • BMBF-clinical Trial DIPS (2021-2024)

Internationale Kooperationen

  • Prof. Cameron McIntyre (Duke University, USA)
  • Prof. Jerrold Vitek (University of Minnesota, USA)
  • Prof. Michael Fox und Prof. Andreas Horn (Harvard Medical School, USA)
  • Prof. Juho Joutsa (University of Turku, Finnland)
  • Prof. Friedhelm Hummel (EPFL, Schweiz)
  • Prof. Nir Grossman (Imperial College London, England)
  • Prof. Huiling Tan (Oxford, England)
  • Prof. Gertrud Tamas (Budapest, Ungarn)
  • Prof. Jon Brotchie und Prof. James Koprich (Toronto Western Research Institute, Kanada)
  • Prof. Antonio Pisani (University of Pavia, Italien)

Top-5-Publikationen

Karikari, A. A., R. L. McFleder, E. Ribechini, R. Blum, V. Bruttel, S. Knorr, M. Gehmeyr, J. Volkmann, J. M. Brotchie, F. Ahsan, B. Haack, C. M. Monoranu, U. Keber, R. Yeghiazaryan, A. Pagenstecher, T. Heckel, T. Bischler, J. Wischhusen, J. B. Koprich, M. B. Lutz and C. W. Ip (2022).
Neurodegeneration by alpha-synuclein-specific T cells in AAV-A53T-alpha-synuclein Parkinson's disease mice.
Brain Behav Immun 101: 194-210.

Musacchio, T., M. Rebenstorff, F. Fluri, J. M. Brotchie, J. Volkmann, J. B. Koprich and C. W. Ip (2017).
Subthalamic nucleus deep brain stimulation is neuroprotective in the A53T alpha-synuclein Parkinson's disease rat model.
Ann Neurol 81(6): 825-836.

Pozzi, N. G., A. Canessa, C. Palmisano, J. Brumberg, F. Steigerwald, M. M. Reich, B. Minafra, C. Pacchetti, G. Pezzoli, J. Volkmann and I. U. Isaias (2019).
Freezing of gait in Parkinson’s disease reflects a sudden derangement of locomotor network dynamics.
Brain 142(7): 2037-2050.

Reich, M. M., A. Horn, F. Lange, J. Roothans, S. Paschen, J. Runge, F. Wodarg, N. G. Pozzi, K. Witt, R. C. Nickl, L. Soussand, S. Ewert, V. Maltese, M. Wittstock, G. H. Schneider, V. Coenen, P. Mahlknecht, W. Poewe, W. Eisner, A. K. Helmers, C. Matthies, V. Sturm, I. U. Isaias, J. K. Krauss, A. A. Kuhn, G. Deuschl and J. Volkmann (2019).
Probabilistic mapping of the antidystonic effect of pallidal neurostimulation: a multicentre imaging study.
Brain 142(5): 1386-1398.

Volkmann, J., J. Mueller, G. Deuschl, A. A. Kuhn, J. K. Krauss, W. Poewe, L. Timmermann, D. Falk, A. Kupsch, A. Kivi, G. H. Schneider, A. Schnitzler, M. Sudmeyer, J. Voges, A. Wolters, M. Wittstock, J. U. Muller, S. Hering, W. Eisner, J. Vesper, T. Prokop, M. Pinsker, C. Schrader, M. Kloss, K. Kiening, K. Boetzel, J. Mehrkens, I. M. Skogseid, J. Ramm-Pettersen, G. Kemmler, K. P. Bhatia, J. L. Vitek, R. Benecke and D. B. S. s. g. f. dystonia (2014).
Pallidal neurostimulation in patients with medication-refractory cervical dystonia: a randomised, sham-controlled trial.
Lancet Neurol 13(9): 875-884.

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