Der rechte Gyrus frontalis inferior als transdiagnostisches Ziel zur Verbesserung kognitiver und verhaltensbezogener Kontrolle bei Kindern, Jugendlichen und jungen Erwachsenen

Um transkranielle Gleichstromstimulation (tDCS) bei Kindern, Jugendlichen und jungen Erwachsenen zielgenau und nebenwirkungsarm einsetzen zu können, müssen die strukturellen und funktionellen Verbindungen der Gehirnnetzwerke, die stimuliert werden sollen, genau verstanden werden. Im aktuellen Projekt konzentrieren wir uns auf den rechten Gyrus frontalis inferior (rIFG) als mögliches transdiagnostisches Ziel für tDCS, da diese Struktur eine zentrale Rolle bei kognitiver und verhaltensbezogener Kontrolle spielt und auch in Emotionserkennung und Empathie eingebunden ist. Unser Ziel ist es, (1) unser Verständnis der Schaltkreise, der funktionellen Organisation und der Konnektivität des rIFG durch Bildgebung im entwickelnden Gehirn verbessern. Wir haben verschiedene Aufgaben entwickelt, um einzelne Unterregionen des rIFG und die mit ihnen verbundenen Netzwerke gezielt zu aktivieren (2) Bei nicht-menschlichen Primaten können wir fokussierten Ultraschall zur Stimulation von Subclustern des rIFG und der damit verbundenen Netzwerke einsetzen und unser Verständnis dafür verbessern, wie sich die Stimulationsparameter auf die Rekrutierung von Netzwerken auswirken. (3) Schließlich werden wir die Ergebnisse für die Konzeption und Durchführung klinischer Studien zu ADHS oder anderer rIFG-bezogenen Störungen bei Kindern, Jugendlichen und jungen Erwachsenen nutzen. Dabei werden wir eng mit den Kindern/Jugendlichen und ihren Familien zusammenarbeiten, um deren Anliegen und Bedürfnisse in die Studienplanung mit einbeziehen und die Studiendurchführung aus Patient*innen- und Angehörigenperspektive zu begleiten und zu bewerten (z.B. Übertragbarkeit in die Praxis und Nutzen, Anpassungs von Settings).

The right inferior frontal gyrus as a transdiagnostic target to modify cognitive and behavioral control in children, adolescents and young adults

In order to use transcranial direct current stimulation (tDCS) in children, adolescents, and young adults in a targeted manner and with few side effects, the structural and functional connections of the brain networks to be stimulated must be precisely understood. In the current project, we are focusing on the right inferior frontal gyrus (rIFG) as a possible transdiagnostic target for tDCS, as this structure plays a central role in cognitive and behavioral control and is also involved in emotion recognition and empathy. Our goal is to (1) improve our understanding of the circuits, functional organization, and connectivity of the rIFG through imaging in the developing brain. We have developed various tasks to specifically activate individual subregions of the rIFG and their associated networks. (2) In non-human primates, we can use focused ultrasound to stimulate subclusters of the rIFG and associated networks and improve our understanding of how stimulation parameters affect network recruitment. (3) Finally, we will use the results to design and conduct clinical studies on ADHD or other rIFG-related disorders in children, adolescents, and young adults. We will work closely with the children/adolescents and their families to incorporate their concerns and needs into the design of the studies.