AG Altern und Demenz

Demenzerkrankungen nehmen in der Gesellschaft aufgrund des demographischen Wandels dramatisch an Bedeutung zu. Bislang sind die Therapiemöglichkeiten begrenzt. In den vergangenen Jahren erfolgte ein enormer Erkenntniszuwachs zu Ursachen und Pathophysiologie der Demenzen. Dennoch stellt eine große Herausforderung die Frage dar, wo die Grenze zwischen leicht nachlassendem Gedächtnis im Alter und einer beginnenden Demenz liegt und wie sich im Rahmen einer Demenz die Prozesse und Netzwerke im Gehirn ändern.

Mit unserer Forschung untersuchen wir zwei zentrale Fragen:

  1. Welche neuralen Prozesse führen zu altersbedingten Veränderungen im Gedächtnis und weiteren kognitiven Funktionen und wie unterscheiden sich diese von krankhaften Veränderungen bei Demenzen?
    Zur Klärung dieser Frage verwenden wir insbesondere funktionelle Bildgebungsverfahren wie die Magnetresonanztomographie (MRT), die Elektroencephalographie (EEG) und die Positronenemissionstomographie (PET).
  2. Wie lassen sich Lern- und Gedächtnisprozesse verbessern?
    Dafür verwenden wir neben pharmakologischen Ansätzen auch Methoden wie Kognitives Training, Kognitive Stimulation sowie Transkranielle Magnetstimulation und Tiefe Hirnstimulation, mit dem Ziel Therapien bei Gedächtnisstörungen zu entwickeln.
Univ.-Prof. Dr.--Onur-Özgür
Univ.-Prof. Dr. Özgür Onur

Leiter der AG Altern und Demenz

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Methoden

Mit dieser Methode wird die Hirnaktivität dargestellt. Dabei können wir neben aktiven Arealen auch Netzwerke darstellen. Wir untersuchen mit dieser Methode, welche Hirnareale bei der Enkodierung, Konsolidierung und beim Abruf von Gedächtnisinhalten beteiligt sind.

Positronen-Emissions-Tomographie (PET)

Mit dieser Methode kann die Aktivität von Botenstoffen, Enzymen und Rezeptoren dargestellt werden, welche für das Lernen und das Gedächtnis wichtig sind.

Elektroencephalographie (EEG)

Mit dieser Methode kann in hoher zeitlicher Auflösung kortikale Hirnaktivität gemessen und die Netzwerkarchitektur des Gehirns untersucht werden.

Pharmakologische Stimulation

Wir untersuchen, wie handelsübliche Substanzen kognitive Prozesse und die Hirnaktivität bei gesunden Probanden und Probandinnen und demenzkranken Patienten und Patientinnen verändern.

Nicht-pharmakologische Stimulation

Neben pharmakologischen Substanzen können kognitive Prozesse und Hirnaktivität in spezifischen Regionen durch kognitives Training, durch nicht-invasive Hirnstimulation und durch zusätzliche kognitive Prozesse (interferierend oder supportiv) verändert werden. Wir untersuchen die Wirkweise und die Effekte dieser Ansätze auf das Lernen und das Gedächtnis sowie die damit assoziierten Veränderungen der Hirnaktivierungen.

Kooperationen
Ausgewählte Publikationen

Cortical Tau Aggregation Patterns Associated With Apraxia in Patients With Alzheimer Disease. Bischof GN, Jaeger E, Giehl K, Jessen F, Onur OA, O'Bryant S, Kara E, Weiss PH, Drzezga A. Neurology. 2024 Dec 24;103(12):e210062. doi: 10.1212/WNL.0000000000210062

Current capacity for diagnosing Alzheimer’s disease in Germany and implications for wait times. Mattke S, Tang Y, Hanson M, von Arnim CAF, Frölich L, Grimmer T, Onur ÖA, Perneczky R, Teipel S, Thyrian JR. J Alzheimers Dis. 2024;101(4):1249–1259. doi: 10.3233/jad-240728.

Improved connectivity and cognition due to cognitive stimulation in Alzheimer’s disease. Behfar Q, Richter N, Kural M, Clemens A, Behfar SK, Folkerts A-K, Fassbender R, Kalbe E, Fink GR, Onur ÖA. Front Aging Neurosci. 2023;15. doi: 10.3389/fnagi.2023.1140975.

Concordance of intrinsic brain connectivity measures is disrupted in Alzheimer’s disease. Chen X, Onur ÖA, Richter N, Fassbender R, Gramespacher H, Befahr Q, von Reutern B, Dillen K, Jacobs HIL, Kukolja J, Fink GR, Dronse J. Brain Connect. 2023;13(6):344–355. doi: 10.1089/brain.2020.0918.

Cross-cultural comparison of MMSE and Rudas in German and Turkish patients with Alzheimer’s disease. Celik S, Onur ÖA, Yener G, Kessler J, Özbek Y, Meyer P, Frölich L, Teichmann B. Neuropsychology. 2022;36(3):195–205. doi: 10.1037/neu0000764.

Aberrant frontostriatal connectivity in Alzheimer’s disease with positive palmomental reflex. Gramespacher H, Richter N, Edwin Thanarajah S, Jacobs HIL, Dillen KN, Nellessen N, von Reutern B, Dronse J, Kukolja J, Fink GR, Onur ÖA. Eur J Neurol. 2020;27(12):2405–2414. doi: 10.1111/ene.14443.

Entorhinal Tau predicts hippocampal activation and memory deficits in Alzheimer’s disease. Richter N, Bischof GN, Dronse J, Nellessen N, Neumaier B, Langen K-J, Drzezga A, Fink GR, van Eimeren T, Kukolja J, Onur ÖA. J Alzheimers Dis. 2020;78(4):1601–1614. doi: 10.3233/jad-200835.

Spatial distributions of cholinergic impairment and neuronal hypometabolism differ in MCI due to AD. Richter N, Nellessen N, Dronse J, Dillen K, Jacobs HIL, Langen K-J, Dietlein M, Kracht L, Neumaier B, Fink GR, Kukolja J, Onur ÖA. NeuroImage: Clinical. 2019;24:101978. doi: 10.1016/j.nicl.2019.101978.

Test-Retest Variability of Resting-State Networks in Healthy Aging and Prodromal Alzheimer’s Disease. Conwell K, von Reutern B, Richter N, Kukolja J, Fink GR, Onur ÖA. Neuroimage: Clinical, 2018;19:948-962. doi.org/10.1016/j.nicl.2018.06.016

Networks of tau distribution in Alzheimer's disease. Hoenig MC, Bischof GN, Seemiller J, Hammes J, Kukolja J, Onur ÖA, Jessen F, Fliessbach K, Neumaier B, Fink GR, van Eimeren T, Drzezga A. Brain. 2018;141(2):568-581. doi: 10.1093/brain/awx353

Effect of cholinergic treatment depends on cholinergic integrity in early Alzheimer's disease. Richter N, Beckers N, Onur ÖA, Dietlein M, Tittgemeyer M, Kracht L, Neumaier B, Fink GR, Kukolja J. Brain. 2018. doi: 10.1093/brain/awx356

White matter lesions and the cholinergic deficit in aging and mild cognitive impairment. Richter N, Michel A, Onur ÖA, Kracht L, Dietlein M, Tittgemeyer M, Neumaier B, Fink GR, Kukolja J. Neurobiol Aging. 2017;53:27-35.

In vivo Patterns of Tau Pathology, Amyloid-β Burden, and Neuronal Dysfunction in Clinical Variants of Alzheimer's Disease. Dronse J, Fliessbach K, Bischof GN, von Reutern B, Faber J, Hammes J, Kuhnert G, Neumaier B, Onur ÖA, Kukolja J, van Eimeren T, Jessen F, Fink GR, Klockgether T, Drzezga A. J Alzheimers Dis. 2016;55(2):465-471.

Acetylcholine mediates behavioral and neural post-error control. Danielmeier C, Allen EA, Jocham G, Onur ÖA, Eichele T, Ullsperger M. Curr Biol. 2015;25(11):1461-8.

Imaging Frontotemporal Lobar Degeneration. Diehl-Schmid J, Onur ÖA, Kuhn J, Gruppe T, Drzezga A. Curr Neurol Neurosci. 2014;14(10):489.

Aging-related changes of neural mechanisms underlying visual-spatial working memory. Piefke M, Onur ÖA, Fink GR. Neurobiol Aging. 2012; 33(7):1284-97.

Modulatory Effects of Levodopa on Cognitive Control in Young, but not in Older Subjects: a Pharmacological fMRI Study. Onur ÖA, Piefke M, Lie CH, Thiel CM, Fink GR. J Cogn Neurosc. 2011;23(10):2797-810.

The NMDA receptor co-agonist D-cycloserine accelerates associative learning in the human hippocampal CA region. Onur ÖA, Schlaepfer TE, Kukolja J, Bauer A, Jeung H, Patin A, Otte DM, Shah NJ, Maier W, Kendrick KM, Fink GR, Hurlemann R. Biol Psychiatry. 2010;67(12):1205-1211.

Das Team

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler

Dr. Julian Dronse, E-Mail julian.dronse@uk-koeln.de
Ronja Fassbender, E-Mail ronja.fassbender@uk-koeln.de
Jana Goedecke, E-Mail jana.goedecke1@uk-koeln.de
Dr. Hannes Gramespacher, E-Mail hannes.gramespacher@uk-koeln.de
Esra Kara, E-Mail esra.kara@uk-koeln.de
Christina Sophie Kehm, E-Mail christina.kehm@uk-koeln.de
Anna Ohndorf, E-Mail anna.ohndorf_@uk-koeln.de
Priv.-Doz. Dr. Nils Richter, E-Mail nils.richter@uk-koeln.de
Maximilian H. T.  Schmieschek, E-Mail maximilian.schmieschek@uk-koeln.de
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Maria-Christina Weber, E-Mail maria.weber1@uk-koeln.de

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