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FÖRDERUNG DES WISSENSCHAFTLICHEN NACHWUCHSES

geschieht über einen Optimierungsprozess, in dem eine Größe - genannt Modula-
rität - maximiert wird. Die Modularität misst die Güte des Clusterings und ist groß
(Maximalwert 1), wenn die Anzahl der Kanten innerhalb der Cluster sehr hoch, aber
zwischen den Clustern sehr klein ist. Die Modularität hat den Wert 0 (Minimum),
wenn die Einteilung in Cluster rem zufällig vorgenommen wird oder alle Knoten
des gesamten Netzwerkes als em Cluster angesehen werden. Einzelne Voxel können
also auf diese Weise solange zu Clustern zusammengefasst werden, bis die Knoten
Gehirnbereiche in einer Größe umfassen, für die auch per Volumetrie Dichte-
bestimmungen durchgeführt werden.
Um das Netzwerkmodell zu testen, wird die neuronale Aktivität auf dem
Graphen simuliert und mit den fMRT-Daten verglichen. Im nächsten Schritt wer-
den verschiedene Netzwerkparameter berechnet und innerhalb und zwischen
Altersstufen verglichen. Insbesondere soll untersucht werden, welche Knoten oder
Cluster (Gruppe von Knoten/Gehirnbereich) einen besonders hohen Verknüp-
fungsgrad aufweisen (Zentralität), da eine Veränderung in solchen Regionen die
Funktion besonders vieler anderer Gebiete beeinflusst. Zudem sollen Pfade identifi-
ziert werden, die für die untersuchten Gedächtnisfunktionen eine wichtige Rolle
spielen. Altersbedingte Veränderungen in der Netzwerkstruktur werden zusätzlich
per MR-Volumetrie untersucht.
In einem zweiten Modeliierungsschritt wird aus der Korrelationsmatrix em
gewichteter Graph gewonnen, der nun nicht mehr nur angibt, ob eine Verbindung
zwischen Knoten besteht, sondern auch wie stark die Verbindung ist. Simulation und
Analyse werden für den gewichteten Graphen wiederholt. Die Gewichte erlauben
dabei neben der Erfassung struktureller auch die Bestimmung quantitativer und
lokaler Veränderungen. Auch hier wird per Volumetrie untersucht, inwieweit quan-
titative Veränderungen in der Konnektivität mit dem Verlust neuronalen Gewebes
einhergehen.
Die multimodale Charakterisierung des finalen Probandenkollektivs mit MRS,
fMRT, Netzwerkmodeliierung, TMS, Neuropsychologie und Genetik bietet die
einzigartige Chance der synergetischen Auswertung der unterschiedlichen Unter-
suchungsebenen. Ein positives Ethikvotum der Medizinischen Ethik-Kommission II
der Fakultät für Klinische Medizin Mannheim liegt vor.
Im Rahmen der Studie wurden zwei Dissertationsvorhaben eingereicht. Frau
Dipl.-Psych. Wencke Brusniak wird maßgeblich über den funktionell kernspinto-
mographischen Teil mit dem Titel „Veränderungen der Gedächtnisfunktion im
alternden Gehirn“ arbeiten. Herr Dipl.-Math. Jan-Philip Schmidt wird die Netz-
werkanalysen in den Mittelpunkt seiner Arbeit stellen. Darüber hinaus wurde Herr
Dr. Thomas G. Schulze Assistant Director der Clinical Research Unit on the
Genetic Basis of Mood and Anxiety Disorders, National Institute of Mental Health
(NIMH), National Institutes of Health (NIH), Bethesda, MD, USA.