Mit der tiefen Hirnstimulation (THS) steht für pharmakorefraktäre Fälle oder in fortgeschrittenen Erkrankungsstadien von Bewegungsstörungen ein effektives und etabliertes neuromodulatorisches Therapieverfahren zur Verfügung. Durch Verwendung moderner multimodaler bildgebender Verfahren in Kombination mit Aufzeichnungen von neuronaler Aktivität erweiterte sich das Verständnis des Wirkmechanismus dieser Therapie von der fokalen Modulation pathologischer neuronaler Aktivitätsmuster um Netzwerkeffekte in weiteren Hirnregionen, die mono- oder polysynaptisch mit den stimulierten Arealen in Verbindung stehen. Die klinischen Effekte werden in einem Großteil der hierzu existierenden Publikationen über semiquantitative Scores und Skalen erfasst, die oftmals für die Patient:innen relevante spezifische Symptomänderungen nur unzureichend abbilden. Eine präzise und dynamische, quantitative Erfassung der individuellen Symptomschwere von Patient:innen mit Bewegungsstörungen ist erforderlich, um Netzwerkstrukturen zu differenzieren, deren Stimulation vorteilhaft mit der Modulation von einzelnen Zielsymptomen assoziiert ist. Unter Nutzung der technischen Möglichkeiten moderner Stimulationselektroden, die eine fokussierte Ausrichtung des elektrischen Feldes ermöglichen, lassen sich hiervon personalisierte Optimierungen der Stimulationsparameter ableiten. Die vorgelegten Arbeiten beschreiben die Verwendung der quantitativen, sensorgestützten Bewegungsanalyse zur Charakterisierung von pathologischen Veränderungen des Gangbildes bei Patient:innen mit tiefer Hirnstimulation mit dem Ziel, aus diesen Funktionsmarker abzuleiten, die diagnostisch sowie zur Beurteilung und Optimierung von Therapien herangezogen werden können. Die in dieser Habilitationsschrift zusammengefassten Arbeiten widmen sich der Optimierung eines etablierten neuromodulatorischen Therapieverfahrens mit dem Ziel der besseren Behandlung von Gangstörungen, die als Symptom einer Bewegungsstörung oder als unerwünschte Nebenwirkung der tiefen Hirnstimulation auftreten. Die Verwendung quantitativer Bewegungsanalysen zusätzlich zu klinischen Skalen und Scores ermöglichten therapeutische Interventionen hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf die Zielsymptome präzise zu charakterisieren und klinische Effekte in Bezug zu neuroanatomischen Strukturen und Netzwerken zu setzen. Darüber hinaus wurde der Einfluss der räumlichen Untersuchungsbedingungen auf diagnostisch und therapeutisch relevante Merkmale von Gangstörungen in diesem Kontext evaluiert. Die in dieser Schrift vorgestellten Arbeiten belegen somit die Relevanz quantitativer Bewegungsanalysen bei der Optimierung und Weiterentwicklung der tiefen Hirnstimulation hin zu einer symptomspezifischen und personalisierten Therapieform.