Projektbeschreibung
Mechanismen, welche die kognitive Leistung unter Hypoxiebedingungen verbessern, als Gegenstand der Forschung
Die Unterbrechung der Neuroplastizität wird mit dem kognitiven Verfall in Verbindung gebracht, aber die der Neuroplastizität zugrundeliegenden Mechanismen sind unbekannt, was der Entdeckung neuartiger Behandlungsmöglichkeiten im Wege steht. Das EU-finanzierte Projekt ALTIBRAIN wird ein innovatives Modell untersuchen, das eine Verbindung zwischen Sauerstoffgehalt, erhöhtem Erythropoietin im Gehirn, Neuroplastizität und Kognition herstellt. Das Projekt baut auf der früheren Entdeckung auf, dass Hochregulierung von Erythropoietin im Gehirn bei niedrigem Sauerstoffgehalt die Neuroplastizität und die kognitiven Fähigkeiten von Mäusen verbessert. ALTIBRAIN wird feststellen, ob sich hinter der Erythropoietin-Hochregulierung im Gehirn bei niedrigem Sauerstoffgehalt der Mechanismus für langandauernde Neuroplastizität und verbesserte kognitive Funktionen beim Menschen verbirgt. Mithilfe eines multidisziplinären translationalen Forschungsansatzes an Menschen und Mäusen werden die Forschenden die Auswirkungen niedriger Sauerstoffwerte in der Umgebung in Kombination mit kognitivem Training auf die Expression von Erythropoietin im Gehirn und die kognitive Leistung untersuchen.
Ziel
Cognitive decline is an urgent strategic treatment target to improve the lives of people with neuropsychiatric disorders and reduce associated societal costs but treatments with robust and long-lasting efficacy are essentially lacking. Neuroplasticity is pivotal for cognitive functions and its disruption is involved in cognitive decline. However, the mechanisms underlying long-lasting neuroplasticity are unknown, which impedes the discovery of effective treatments. To address this challenge, I have conducted multidisciplinary research over the past 15 years into the cognitive and neurobiological effects of erythropoietin (EPO), a body-own protein involved in neurodevelopment, neuroprotection and cognition. We discovered that upregulation of EPO in the brain by low ambient oxygen increased neuroplasticity and cognition in mice. Building on this discovery, ALTIBRAIN will test a novel model linking oxygen manipulation, increased brain EPO, neuroplasticity and cognition. Specifically, ALTIBRAIN will determine whether upregulation of brain EPO by low ambient oxygen is a novel mechanism of long-lasting neuroplasticity and increased cognitive functions. We will achieve this ambitious goal using a multidisciplinary translational research approach combining cutting-edge methods from neuropsychology, neuroimaging and neuroscience. In parallel studies in humans and mice, we will investigate whether 3-week intermittent low ambient oxygen combined with cognitive training induces expression of brain EPO sufficient to produce similar effects to those, which I found upon exogenous EPO treatment. We expect long-lasting increase in cognitive performance, hippocampal volume and function and in differentiation/maturation of neural progenitor cells and dendritic spines. The findings can lead to a breakthrough in the understanding of mechanisms underlying enduring neuroplasticity and a paradigm shift in treatment strategies targeting cognitive decline.
Wissenschaftliches Gebiet
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsGastgebende Einrichtung
1165 Kobenhavn
Dänemark