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Institut für Medizin (IME) Homepage
Leitung
� Prof. Dr. Karl Zilles, k.zilles@fz-juelich.de
Kurzdarstellung
Die wissenschaftlichen Projekte des IME konzentrieren sich auf Fragen zur Struktur, Funktion und
Dysfunktion des menschlichen Gehirns. Wir möchten die neuronalen Mechanismen motorischer,
sensorischer und kognitiver Leistungen bzw. deren Dysfunktion im gesunden und erkrankten Gehirn
verstehen. Einen zweiten Schwerpunkt bilden methodisch-technische Entwicklungsarbeiten, die neue
Möglichkeiten zur strukturellen, molekularen und funktionellen Bildgebung schaffen.
Ziel der neurowissenschaftlichen Arbeiten sind (i) neue Erkenntnisse im Bereich der
Grundlagenforschung von der System- bis zur Molekülebene (Schwerpunkte: “Kognitive Neurologie“,
„Transmitterrezeptoren und Hirnorganisation“, „Synchronisation und Binding“ und „Human Brain
Mapping“) sowie (ii) neue Erkenntnisse zur Pathogenese, Diagnostik und Therapie von
Hirnerkrankungen (Epilepsie, sensomotorische Dysfunktionen, hepatische Enzephalopathie, M.
Parkinson, Hirntumoren und Schizophrenie). Hierzu werden die bildgebenden und
elektrophysiologischen Verfahren der Positronen-Emissions-Tomographie (PET) und Single-
Photonen-Emissions-Tomographie (SPECT) für Aktivierungsstudien und in vivo
Rezeptoruntersuchungen, der Magnet-Enzephalographie (MEG) für Aktivierungs- und
Synchronisationsanalysen, der Hirnstimulation (einschl. transkranieller Magnetstimulation (TMS) und
Tiefenelektroden beim Menschen) und elektrophysiologischen Ableitung in vivo, und der strukturellen
sowie funktionellen Magnet-Resonanz-Tomographie (MRT, fMRT) für Strukturanalysen und
Aktivierungsstudien eingesetzt. Die in vivo Untersuchungen am Menschen, nicht-menschlichen
Primaten und Nagern werden durch in vitro Untersuchungen (rezeptorautoradiographische,
immunhistochemische und histologische Analysen postmortaler menschlicher und tierischer Gehirne)
evaluiert und ergänzt.
Die Rezeptor- und Traceruntersuchungen beruhen auf einer engen inhaltlichen und organisatorischen
Zusammenarbeit mit dem Institut für Nuklearchemie (INC) des FZJ. Neben den etablierten
Radioliganden müssen in vivo einsetzbare und z.T. bisher nicht verfügbare Radioliganden zum
Nachweis glutamaterger, GABAerger, serotoninerger, dopaminerger und cholinerger
Erregungsübertragung sowie neue Tracer für die Tumordiagnostik entwickelt und evaluiert werden.
Im methodisch-technischen Bereich werden neue Techniken der funktionellen Bildgebung und
Methoden der multimodalen Analyse funktioneller, struktureller und biochemischer Bilddaten für
neurowissenschaftliche Untersuchungen sowie ein hochauflösendes PET-Systems für Hirnstudien bei
Primaten und Labortieren entwickelt (in enger Zusammenarbeit mit dem Zentrallabor für Elektronik
(ZEL) und dem Zentralinstitut für Angewandte Mathematik (ZAM). Außerdem werden neue Verfahren
der quantitativen in vivo Bildgebung mit MRT (quantitative Bestimmung des Wassergehalts und
Darstellung der Natriumkonzentration im Gehirn) entwickelt, die für die Diagnose und
Therapiekontrolle neurologischer und psychiatrischer Erkrankungen von Bedeutung sind.
Das IME bringt seine wissenschaftliche Leistung in das HGF Programm: „Funktion und Dysfunktion
des Nervensystems“ ein und stellt die Kerneinheit des „Brain Imaging Center West BICW“ dar,
das Forschungsprojekte in enger Kooperation mit den neurologischen, psychiatrischen und
neurochirurgischen Kliniken der umliegenden Universitäten Aachen, Bonn, Düsseldorf und Köln
unterstützt.
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