DC4MND - Wirkungsweise der transspinalen Gleichstromstimulation (tcDCS) bei Motoneuron-Erkrankungen

Das DC4MND-Projekt untersucht die Verwendung eines schwachen elektrischen Stroms, um Motoneuronen, die Zellen, die das Rückenmark mit den Muskeln verbinden, widerstandsfähiger gegen die Degeneration zu machen, die bei der Amyotrophen Lateralsklerose auftritt. Wenn sie von anderen Neuronen stimuliert werden, reagieren die Motoneuronen mit elektrischen Impulsen, die eine Muskelkontraktion auslösen. Wenn Motoneuronen zu stark erregbar sind, können sie aufgrund von zu hohen Strömen absterben; wenn sie nicht ausreichend erregbar sind, können sie absterben, weil Inaktivität ihre internen Schutzsysteme abschaltet. Bei ALS könnten die Motoneuronen in einem frühen Stadium zu stark erregbar sein und später nicht mehr ausreichend erregt werden. Die Erregung der Motoneuronen kann durch elektrische Ströme, die durch auf der Haut angebrachte Elektroden abgegeben werden, verändert werden (ähnlich wie bei der elektrischen Stimulation von Muskeln), allerdings mit schwächeren Strömen und für längere Zeit. Die elektrische Simulation verändert die Art und Weise, wie Motoneuronen auf die Krankheit ALS reagieren, aber es ist nicht ganz klar, wie dies geschieht. Zunächst werden wir im DC4MND anhand mathematischer Berechnungen untersuchen, wie der Strom im Körper fließt. Dann werden wir ultramilde elektrische Ströme verwenden, um Motoneuronen in einem Mausmodell der ALS zu stimulieren, und dann analysieren wir die Reaktionen der Motoneuronen: wie ihre Gene durch die elektrische Stimulation verändert werden, wie ihre Verbindungen mit anderen Neuronen beeinflusst werden und ob die elektrische Stimulation noch wirksam ist, wenn die Motoneuronen keine Impulse mehr erzeugen können. Darüber hinaus verwenden wir elektrische Ströme, um Motoneuronen in Kulturschalen zu stimulieren, um zu überprüfen, ob die gleiche Reaktion in Kultur untersucht werden kann. Diese neuen Erkenntnisse werden zeigen, wie wir die elektrische Stimulation von Motoneuronen verbessern können, um sie effektiver zu machen.