Leiterin: 

Dr. Julia Schumacher 

Die AG Bildgebung bei Bewegungsstörungen beschäftigt sich hauptsächlich mit der Analyse von bildgebenden und klinischen Daten mit dem langfristigen Ziel einer Schwerpunktverlagerung in der Erforschung der Lewy-Körperchen-Erkrankung (Demenz mit Lewy Körperchen und Morbus Parkinson, LBD), die zu einer besseren biologischen Charakterisierung des LBD-Spektrums beitragen und letztlich eine individualisierte Behandlung und gezieltere Rekrutierung von PatientInnen für klinische Studien ermöglichen soll.

Neurodegenerative Erkrankungen wie LBD weisen eine große Heterogenität bezüglich Symptomatik und Krankheitsverlauf auf. Der bisherige Fokus auf die Untersuchung von Unterschieden im Gruppendurchschnitt hat unser Verständnis der pathophysiologischen Mechanismen verlangsamt und die Ergebnisse klinischer Studien beeinträchtigt.

Der Abbau verschiedener Neurotransmittersysteme im Zuge einer LBD führt zu patientenspezifischen Veränderungsmustern im Gehirn, die eine wichtige biologische Grundlage der Heterogenität darstellen. Ein zentraler Teil unserer derzeitigen Arbeit ist die Entwicklung und Validierung robuster in vivo Biomarker für die Integrität des dopaminergen, cholinergen, serotonergen und noradrenergen Systems, basierend auf Bildgebungsdaten, die in der klinischen Praxis verfügbar sind, um künftig eine breite Anwendbarkeit zu gewährleisten. Während sich bisherige Arbeiten meist auf die Untersuchung der Integrität der relevanten Nuklei der Neurotransmittersysteme konzentriert haben, konnten wir und andere kürzlich zeigen, dass eine Untersuchung der Fasern, die für (kortikale) cholinerge Innervation zuständig sind, zusätzliche krankheitsrelevante Informationen liefern kann. Dieser Ansatz soll auf die weiteren Neurotransmittersysteme ausgeweitet und ein Referenzatlas der Neurotransmitterbahnen entwickelt werden, der auch für die Untersuchung anderer neurodegenerativer Erkrankungen mit Neurotransmitterveränderungen wie Alzheimer relevant sein wird. Auf der Grundlage der entwickelten Neurotransmitter-Marker besteht das zweite Ziel darin, Untergruppen von Patientinnen/Patienten mit ähnlichen Neurotransmitter- Veränderungen durch datengesteuerte Subtypisierung zu identifizieren und sie bezüglich der Symptomatik und des Krankheitsverlaufs zu charakterisieren. Ein weiteres Ziel stellt die Untersuchung des Verfalls von Neurotransmittersystemen im Zusammenhang mit neuropathologischen Veränderungen dar. Hier soll auch das Auftreten von Alzheimer-Co- Pathologie und die Interaktion von Neurotransmitter- und pathologischer Heterogenität als Einfluss auf den klinischen Phänotyp untersucht werden. Dieses Projekt soll zu einem besseren Verständnis der Neurotransmitter-Biologie von LBD beitragen und zur Definition biologischer Subtypen führen, die einen ersten Schritt in Richtung der Individualisierung von Behandlungsansätzen und Präzisionsneurologie darstellen. Die entwickelten Methoden werden über den Bereich der LBD hinaus bei der Untersuchung anderer neurodegenerativer Krankheiten und des Alterns von Nutzen sein.

Ausgewählte Publikationen:

1. Schumacher, J., Teipel, S., Storch, A. Association of Alzheimer’s and Lewy body disease pathology with basal forebrain volume and cognitive impairment. Alzheimer’s Research & Therapy. 2025, doi: 10.1186/s13195-025-01678-x
2. Schumacher, J., Ray, N., Teipel, S., Storch, A. Associations of cholinergic system integrity with cognitive decline in GBA1 and LRRK2 mutation carriers. npj Parkinsons Dis. 2024, doi:10.1038/s41531-024-00743-w
3. Teipel, S., Hoffmann, H., Storch, A., Hermann, A., Dyrba, M., Schumacher, J. Brain age in genetic and idiopathic Parkinson's disease. Brain Communications 2024, doi:10.1093/braincomms/fcae382
4. Lehto, A., Schumacher, J., Kasper, E., Teipel, S., Hermann, A., Kurth, J., Krause, B.J., Prudlo, J. Cerebral glucose metabolic correlates of cognitive and behavioural impairments in amyotrophic lateral sclerosis. Journal of Neurology 2024, doi:10.1007/s00415-024-12388-z
5. Lehto, A., Schumacher, J., Kasper, E., Teipel, S., Hermann, A., Prudlo, J. Loss of the ipsilateral silent period in amyotrophic lateral sclerosis is associated with reduced white matter integrity in the motor section of the corpus callosum. Journal of the Neurological Sciences 2024, doi:10.1016/j.jns.2024.123267
6. Firbank, M.J., Collerton, D., daSilva Morgan, K., Schumacher, J., Donaghy, P.C., O'Brien, J.T., Thomas, A., Taylor, J.-P. Functional connectivity in Lewy body disease with visual hallucinations. European Journal of Neurology 2024, doi:10.1111/ene.16115
7. Schumacher, J., Kanel, P., Dyrba, M., Storch, A., Bohnen, N.I., Teipel, S., Grothe, M.J. Structural and molecular cholinergic imaging markers of cognitive decline in Parkinson’s disease. Brain 2023, doi: 10.1093/brain/awad226
8. Schumacher, J., Ray, N.J., Hamilton, C.A., Bergamino, M., Donaghy, P.C., Firbank, M., Watson, R., Roberts, G., Allan, L., Barnett, N., O'Brien, J.T., Thomas, A.J., Taylor, J.-P. Free water imaging of the cholinergic system in dementia with Lewy bodies and Alzheimer's disease. Alzheimer’s & Dementia 2023, doi:10.1002/alz.13034
9. Schumacher, J., Ray, N.J., Hamilton, C.A., Donaghy, P.C., Firbank, M., Roberts, G., Allan, L., Durcan, R., Barnett, N., O’Brien, J.T., Taylor, J.-P., Thomas, A.J. Cholinergic white matter pathways in dementia with Lewy bodies and Alzheimer’s disease. Brain 2022, doi:10.1093/brain/awab372
10. Schumacher, J., Taylor, J.-P., Hamilton, C.A., Firbank, M., Donaghy, P.C., Roberts, G., Allan, L., Durcan, R., Barnett, N., O’Brien, J.T., Thomas, A.J. Functional connectivity in mild cognitive impairment with Lewy bodies. Journal of Neurology 2021, doi:10.1007/s00415-021-10580-z
11. Schumacher, J., Gunter, J.L., Przybelski, S.A., Jones, D.T., Graff-Radford, J., Savica, R., Schwarz, C.G., Senjem, M.L., Jack, Jr, C.R., Lowe, V.J., Knopman, D.S., Fields, J.A., Kremers, W.K., Petersen, R.C., Graff-Radford, N.R., Ferman, T.J., Boeve, B.F., Thomas, A.J., Taylor, J.-P., Kantarci, K. Dementia with Lewy bodies: association of Alzheimer pathology with functional connectivity networks. Brain 2021, doi:10.1093/brain/awab218
12. Schumacher, J., Taylor, J.T., Hamilton, C.A., Firbank, M., Cromarty, R.A., Donaghy, P.C., Roberts, G., Allan, L., Lloyd, J., Durcan, R., Barnett, N., O'Brien, J.T., Thomas, A.J. In vivo nucleus basalis of Meynert degeneration in mild cognitive impairment with Lewy bodies. NeuroImage: Clinical 2021, doi:10.1016/j.nicl.2021.102604
13. Schumacher, J., Thomas, A.J., Peraza, L.R., Firbank, M., O’Brien, J.T., Taylor, J.-P. Functional connectivity of the nucleus basalis of Meynert in Lewy body dementia and Alzheimer’s disease. International Psychogeriatrics 2021, doi:10.1017/S1041610220003944
14. Schumacher, J., Thomas, A.J., Peraza, L.R., Firbank, M., Cromarty, R., Hamilton, C.A., Donaghy, P.C., O’Brien, J.T., Taylor, J.-P. EEG alpha reactivity and cholinergic system integrity in Lewy body dementia and Alzheimer’s disease. Alzheimer’s Research & Therapy 2020, doi:10.1186/s13195-020-00613-6
15. Schumacher, J., Taylor, J.-P., Hamilton, C.A., Firbank, M., Cromarty, R.A., Donaghy, P.C., Roberts, G., Allan, L., Lloyd, J., Durcan, R., Barnett, N., O’Brien, J.T., Thomas, A.J. Quantitative EEG as a biomarker in mild cognitive impairment with Lewy bodies. Alzheimer’s Research & Therapy 2020, doi:10.1186/s13195-020-00650-1
16. Schumacher, J., Peraza, L.R., Firbank, M., Thomas, A.J., Kaiser, M., Gallagher, P., O’Brien, J.T., Blamire, A.M., Taylor, J.-P. Dysfunctional brain dynamics and their origin in Lewy body dementia. Brain 2019, doi:10.1093/brain/awz069
17. O’Dowd, S., Schumacher, J., Burn, D.J., Bonanni, L., Onofrj, M., Thomas, A., Taylor, J.P. Fluctuating cognition in the Lewy body dementias. Brain 2019, doi:10.1093/brain/awz235
18. Schumacher, J., Peraza, L.R., Firbank, M., Thomas, A.J., Kaiser, M., Gallagher, P., O'Brien, J.T., Blamire, A.M., Taylor, J.-P. Dynamic functional connectivity changes in dementia with Lewy bodies and Alzheimer's disease. NeuroImage: Clinical 2019, doi:10.1016/j.nicl.2019.101812
19. Schumacher, J., Peraza, L.R., Firbank, M., Thomas, A.J., Kaiser, M., Gallagher, P., O'Brien, J.T., Blamire, A.M., Taylor, J.-P. Functional connectivity in dementia with Lewy bodies: A within‐and between‐network analysis. Human Brain Mapping 2018, doi:10.1002/hbm.23901

Abbildung: