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Interrogating basal ganglia reinforcement with deep brain stimulation in Parkinson’s disease.

Description du projet

Neurostimulation adaptative pour les troubles cérébraux

La maladie de Parkinson est un trouble du mouvement associé à une perte progressive des neurones producteurs de dopamine. Financé par le Conseil européen de la recherche, le projet ReinforceBG avance une nouvelle hypothèse selon laquelle la perte de dopamine n’altère pas le mouvement en soi, mais entrave des mécanismes essentiels au maintien de la communication neuronale. Les chercheurs tentent de vérifier cette hypothèse en combinant des enregistrements invasifs de signaux cérébraux avec une neurostimulation adaptative spécifique au comportement. Ils souhaitent piloter une interface cerveau-ordinateur neuroprothétique basée sur l’apprentissage automatique, qui aide les patients atteints de la maladie de Parkinson à relever les défis individuels auxquels ils sont confrontés. À l’avenir, cela pourrait ouvrir de nouveaux horizons pour le traitement des troubles cérébraux affectant le système dopaminergique.

Objectif

Dopamine and the basal ganglia have been conserved over more than 500 million years of evolution. They are fundamental to animal and human behaviour. Parkinson’s disease (PD) is associated with loss of dopaminergic innervation to the basal ganglia. Over 6 million people suffer from the debilitating symptoms of PD that span disturbance of emotion, cognition and movement. There is a pressing need to understand the pathogenesis of these symptoms, but an integrated account of dopamine and basal ganglia function is lacking. This constitutes a significant roadblock to scientific and therapeutic advances. To overcome this roadblock, ReinforceBG poses the novel unconventional hypothesis that loss of dopamine in PD does not impair movement per se but leads to chronic negative reinforcement of neural population dynamics. Conversely, in the healthy state, transient dopamine signals may stabilize cortex–basal ganglia activity to facilitate reentry and refinement of cortical output. To address this hypothesis, ReinforceBG will combine invasive electrocorticography and local field potential recordings with closed-loop deep brain stimulation in PD patients. Aim 1 will investigate how basal ganglia pathways coordinate neuromuscular adaptation. Aim 2 will shed light on basal ganglia reinforcement in multiple behavioural domains, including movement, gait, speech, and spatial navigation in virtual reality. Aim 3 will develop a neuroprosthetic brain-computer interface that aims to modulate basal ganglia reinforcement. ReinforceBG deviates from outdated models on pro- vs. antikinetic “Go” and “NoGo” pathways and promises a holistic-reinforcement centred view of basal ganglia function. It will leverage the unprecedented spatiotemporal precision of neuromodulation for the development of an innovative brain circuit intervention that modulates neural reinforcement in real time. This opens new horizons for the interdisciplinary treatment of brain disorders affecting the dopaminergic system.

Champ scientifique

CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN.

Régime de financement

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

Institution d’accueil

CHARITE - UNIVERSITAETSMEDIZIN BERLIN
Contribution nette de l'UE
€ 1 499 580,00
Adresse
Chariteplatz 1
10117 Berlin
Allemagne

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Région
Berlin Berlin Berlin
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
€ 1 499 580,00

Bénéficiaires (1)