dc.contributor.author
Horn, Andreas
dc.date.accessioned
2018-06-08T00:42:13Z
dc.date.available
2016-11-17T11:10:26.546Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/12329
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-16527
dc.description.abstract
Deep brain stimulation (DBS) is an established and highly efficacious
treatment option in idiopathic Parkinson’s disease, dystonia and essential
tremor. In the past, the clinical effects of DBS were explained as local
effects within the target structure of the DBS electrode. Nowadays, this
concept is only considered part of the explanation of the mechanism of action
of DBS. Rather, the concept has been extended by additive effects mediated via
structural and functional connectivity of the target area to different other
areas of the whole brain, namely the so-called cortex basal ganglia cerebellar
loop. The analysis of whole brain connectivity is a discipline of the so-
called connectomic neuroscience. The goal of the three studies that make up
this dissertation was the establishment of a so ware-framework which combines
the two fields of research – DBS and connectomic neuroscience – to allow for
connectomic DBS research in future studies. The aims of the three studies were
as follows: In the first study (Horn et al. 2013), a combined structural-
functional whole brain connectivity analysis between forty-thousand points
within the gray matter of the brain was performed in 19 healthy subjects.
Using this novel observer- independent approach, it could be shown that
regions forming part of the so-called default mode network exhibit the highest
similarity in their structural and functional connectivity to the rest of the
brain. In the second study (Horn et al. 2016), a structural group connectome
was estimated by using di usion-weighted data from 169 subjects. This novel
dataset allows estimating fiber tracking results within a standardized
stereotactic space. Last, in the third study (Horn et al. 2015), a software
package was developed that i) can be used to exactly localize DBS electrodes
based on postoperative CT-/MR-Imaging and ii) integrates the methods and data
estimated in the first two studies into a joint analysis framework. This
software package was released as open source to the scientific community under
the name of ‘Lead DBS’ and facilitates studies in the fields of DBS,
connectomic neuroscience and a combination of both.
de
dc.description.abstract
Die tiefe Hirnstimulation (THS) stellt eine etablierte und hocheffektive
Therapieoption bei Morbus Parkinson, Dystonie und essentiellem Tremor dar. In
der Vergangenheit wurden die klinischen Resultate der erapie vor allem auf
lokale Effekte im Bereich des Zielgebiets der Elektrode zurückgeführt. Diese
Ansicht gilt heute nur als Teilantwort auf die Frage des Wirkmechanismus der
THS. Vielmehr geht man von additiven E ekten aus, die sich aufgrund der
funktionellen und strukturellen Konnektivität des Zielgebiets auf Bereiche
des gesamten Gehirns, namentlich eine sog. Kortex-Basalganglien-Zerebellum-
Schleife, auswirken. Die Analyse der Gesamthirnkonnektivität ist innerhalb
der sogenannten neurowissenscha lichen Konnektomforschung angesiedelt. Ziel
der drei Studien dieser Doktorarbeit ist die Etablierung eines So ware-
Frameworks, welches die beiden Wissenscha sbereiche – THS und
Konnektomforschung – miteinander verbindet, um in zukün igen Studien
konnektombasierte THS-Forschung zu ermöglichen. Die drei Studien hatten
folgendes zum Ziel: In der ersten Arbeit (Horn et al. 2013) erfolgte die
Analyse der kombinierten strukturellen und funktionellen
Ganzhirnkonnektivität zwischen vierzigtausend Bildpunkten der grauen Substanz
des Gehirns bei neunzehn gesunden Probanden. Mittels dieses neuartigen
Analysekonzepts konnte gezeigt werden, dass sich die strukturelle und
funktionelle Konnektivität bei Gesunden am stärksten innerhalb von Regionen
des sogenannten default mode networks überlappt. In der zweiten Studie (Horn
et al. 2016) wurde auf Basis von di usionsgewichteter MRT-Daten ein
strukturelles Gruppenkonnektom von 169 gesunden Probanden berechnet. Dieser
neuartige Datensatz ermöglicht die Berechnung von
Fasertraktographieresultaten innerhalb des stereotaktischen Normalraums.
Schließlich wurde in der dritten Arbeit (Horn et al. 2015) eine So ware
entwickelt, die i) die exakte Lokalisation von THS- Elektroden auf der Basis
von postoperativer MRT/CT-Bildgebung ermöglicht und ii) die Analysekonzepte
der ersten beiden Studien in ein gemeinsames So warekonzept integriert. Diese
Software wurde als open source unter dem Namen ‘Lead DBS’ veröffentlicht und
ermöglicht die Durchführung von Studien im Kontext von THS,
konnektombasierter Neurowissenscha und einer Kombination der Kontexte.
de
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
deep brain stimulation
dc.subject
Parkinson’s disease
dc.subject
standardized stereotactic space
dc.subject.ddc
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften::610 Medizin und Gesundheit
dc.title
Toward connectomic deep brain stimulation
dc.contributor.inspector
N.N.
dc.contributor.firstReferee
N.N.
dc.date.accepted
2016-12-09
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000103109-0
dc.title.translated
Konnektombasierte tiefe Hirnstimulation
de
refubium.affiliation
Charité - Universitätsmedizin Berlin
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000103109
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000020070
dcterms.accessRights.dnb
free
dcterms.accessRights.openaire
open access