Längsschnittstudie / longitudinal studies

Titel:  Improving Mental Health and Reducing Addiction in Childhood and Adolescence through Mindfulness: Mechanisms, Prevention and Treatment. (IMAC-Mind)

Subprojekt: TP1- Identifikation neurobehavioraler Risiko- und Resilienzprofile des Suchtverhaltens bei Jugendlichen

Projektleitung: Frauke Nees und Tobias Banaschewski

Mitarbeiter: https://www.zi-mannheim.de/forschung/abteilungen-ags-institute/neuropsych/arbeitsgruppen-neuropsych/psychobiologie-lernprozesse.html

Doktoranden: https://www.zi-mannheim.de/forschung/abteilungen-ags-institute/neuropsych/arbeitsgruppen-neuropsych/psychobiologie-lernprozesse.html

Kooperation: Universität Heidelberg, Zentralinstitut für Seelische Gesundheit Mannheim

Förderung: 10/2017-09/2021, Bundesministerium für Bildung und Forschung

Die bisherige Forschung hat eine Reihe von Faktoren identifiziert, die vermutlich zu individuellen Unterschieden in der Vulnerabilität für Substanzmissbrauch und -abhängigkeit beitragen. Diese Faktoren erstrecken sich über Umwelteinflüsse (wie soziale Normen, Einfluss von Gleichaltrigen und Eltern), über genetische / biologische sowie psychologische Bereiche (wie kognitive Fähigkeiten, Persönlichkeit) und betreffen Mechanismen wie Impulsivität, Belohnungsabhängigkeit und negative Affektivität.

In diesem Projekt zielen wir darauf ab, diese Vulnerabilitäts- und Resilienzfaktoren für Suchterkrankungen weiter anhand biopsychosozialer Komponenten zu klassifizieren. Dies erfolgt durch den Rückgriff auf verschiedene längsschnittlich untersuchte Kohorten und die Bündelung der erhobenen individuellen, Umwelt- und biologischen Datensätze. Die Daten der verschiedenen Längsschnittstudien werden entlang eines multimodalen Ansatzes integriert und kreuzvalidiert. Die zu untersuchenden Mechanismen stellen zentrale Komponenten Mindfulness-basierter Mediation und Intervention dar, welche auf die Verbesserung der Aufmerksamkeitskontrolle, Emotionsregulation und Bewusstsein für das Selbst abzielt.

Titel: IMAC-Mind: Improving Mental Health and Reducing Addiction in Childhood and Adolescence through Mindfulness: Mechanisms, Prevention and Treatment.

Subprojekt: TP1- Identification of early bio-psycho-social risks and resilience factors and etiological pathway

PIs: Frauke Nees und Tobias Banaschewski

Team:https://www.zi-mannheim.de/forschung/abteilungen-ags-institute/neuropsych/arbeitsgruppen-neuropsych/psychobiologie-lernprozesse.html

Med. doctoral students:https://www.zi-mannheim.de/forschung/abteilungen-ags-institute/neuropsych/arbeitsgruppen-neuropsych/psychobiologie-lernprozesse.html

Collaboration: Universität Heidelberg, Zentralinstitut für Seelische Gesundheit Mannheim

Funding: 10/2017-09/2021, Bundesministerium für Bildung und Forschung

The importance of a neurobehavioral and neurobiological, mechanism-based approach has often been emphasized as a key challenge for future research in this context (e.g., [1]). The study will allow the identification of new pathophysiological pathways to addictive behavior as well as the identification of new key mechanisms underlying resilience. While most previous studies were cross-sectional, the proposed project will focus on longitudinal cohorts providing important information about developmental pathways and courses of addictive behavior that can be used to determine risk and resilience factors. This will advance our understanding of the complex pathophysiology of addictive behaviors and substance (ab)use, and can be implemented into clinical routine and used to develop screening and prevention approaches and treatment interventions.

Titel: Die Rolle Pandemie-bezogener und individueller Variabilität in längsschnittlichen Kohorten über die Lebensspanne: Müssen wir die Modelle neurosoziobehavioraler Verläufe in einen Substanzmissbrauch weiterentwickeln? (CoviDrug)

Suchtverhalten und riskanter Substanzkonsum sind nicht durch individuelle Faktoren wie Impulsivität oder Stresssensitivität gekennzeichnet, sondern es spielen dabei auch sozioaffektive Faktoren wie soziale Normen und Möglichkeiten sowie sozial Kontextfaktoren wie Stress in der Familie oder der Bezug zu Freunden und Gleichaltrigen. Die COVID-19 Pandemie hat nun durch den verhängten Lockdown, den limitierten Aktionsradius und die Einschränkung sozialer Begegnungen erhebliche soziale Veränderungen mit sich gebracht, die sich je nach individueller Lage und über alle Altersspannen hinweg erstreckt. Zuvor identifizierte normative und nicht-normative Risikoverhaltensweisen und -bedingungen für einen Substanzkonsum könnten sich somit ebenso verändert haben. Durch den Rückgriff auf bereits existierende längsschnittliche Kohorten (IMAGEN, ROLS, MARS) und querschnittlicher Datensätze, bei denen auch Informationen direkt in alltäglichen Situationen erhoben wurden (IMAC-Mind) sowie COVID-19 bezogene Erhebungen zu Gesundheit, sozialen Faktoren und Verhaltensweisen während des Lockdowns, werden wir multivariate Analysen durchführen, um die Stabilität von in früheren Studien identifizierten Maßen unter COVID-19 zu schätzen und zu sehen, wie sich diese über die Zeit hinweg nochmals verändern. Hierfür verwenden wir Daten zu Gehirnstruktur und -funktion, Sensor-basierte Verhaltensdaten in alltäglichen Situationen sowie Maße der Affektregulation („mindfulness“), die wir auch über verschiedenen Alterspannen hinweg, kreuzvalidieren. Faktoren, die zuvor als Schutzmaßnahmen klassifiziert wurden könnten sich abschwächen oder verstärken und andere Mechanismen und Prozesse könnten sich als zentral herausstellen. Dies könnte auch Unterschiede zwischen den Geschlechtern betreffen. Durch das aktuelle Projekt könnten wertvolle Einblick in die gesundheitsbezogenen Konsequenzen einer solchen Pandemie übe verschiedene Lebensphasen hinweg gewonnen werden.

Kooperationspartner:

Prof. Dr. Dr. h.c. Dr. h.c. Herta Flor, Institut für Neuropsychologie und Klinische Psychologie, Zentralinstitut für Seelische Gesundheit, Mannheim

Prof. Dr. Dr. Tobias Banaschewski, Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie des Kindes- und Jugendalters, Zentralinstitut für Seelische Gesundheit, Mannheim

Dr. Emanuel Schwarz, Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie, Zentralinstitut für Seelische Gesundheit, Mannheim

PD Dr. Olaf Reis, Klinik für Psychiatrie, Neurologie, Psychosomatik und Psychotherapie im Kindes- und Jugendalter, Universitätsmedizin Rostock

Title: The role of pandemic and individual vulnerability in longitudinal cohorts across the life span: refined models of neurosociobehavioral pathways into substance (ab)use? (CoviDrug)

Individual decisions for risky behavior, such as substance consumption, are influenced by neurobehavioral microstates, including impulsivity or maladaptive stress reactivity. These decisions have, yet, also been attributed to socio-affective cues - from macrosocial norms and opportunities, including access routes or private space, to mesosocial factors, including closeness to consuming peers or amount of familial stress. The COVID-19 pandemic provoked many restrictions and changes in social functioning along differently equipped individuals in every age cohort, and we might need to refine previously identified normative and nonnormative risk-taking trajectories for substance use prediction. Capitalizing on existing longitudinal cohort studies (IMAGEN, ROLS, MARS) and cross-sectionally fitted high-resolution real-life momentary data (IMAC-Mind), where COVID-19-related health/sociobehavioral assessments have been added during the lockdown, we will perform multivariate analyses estimating the stability of measures under COVID-19 and relations over time. We will assess new brain and daily, sensor-based behavioral data in the samples to capture risktaking/perceptions, longitudinally after-lockdown, and key features of affect regulation (mindfulness) and cross-validate age data. Factors established as protective classifiers might weaken or strengthen and new key associations of mechanisms might exhibit, including even stronger gender differences. We may gain valuable insight into pandemic health consequences in sensible periods along the life span.

Cooperation:

Prof. Dr. Dr. h.c. Dr. h.c. Herta Flor, Institute of Cognitive and Clinical Neuroscience, Central Institute of Mental Health, Mannheim

Prof. Dr. Dr. Tobias Banaschewski, Department of Child and Adolescent Psychiatry and Psychotherapy, Central Institute of Mental Health, Mannheim

Dr. Emanuel Schwarz, Department of Psychiatry and Psychotherapy, Central Institute of Mental Health, Mannheim

PD Dr. Olaf Reis, Department of Psychiatry, Neurology, Psychosomatics and Psychotherapy in Childhood and Adolescence, University Medical Center Rostock

Titel: Verringerung der Auswirkungen der großen umweltbedingten Herausforderungen auf die psychische Gesundheit

Projektleitung WP3 und WP8: Frauke Nees

Mitarbeiter: Sebastian Siehl

Kollaborationen:
Prof. Dr. Gunter Schumann (Charité Berlin, Deutschland) - Konsortiumsleitung; Freie Universität Berlin (FUB); Zentralinstitut für Seelische Gesundheit (CIMH); University of Olo (UiO); Oslo Universitetssykehus Hf (OUS); Universität Potsdam (UP); RadboudUMC (RUMC); Institute for Science and Technology Austria (ISTA); University of Barcelona (UB); Universitätsklinikum Bonn (UBO); Life and Brain GmbH (LB); Ksilink (KL); Aix-Marseille Universite (AMU); Virtual Bodyworks (VB); ARTTIC Innovation GmbH (AI); Universität Jena (FSU)

Assoziierte Partner:
Fudan University Shanghai, ISTBI (FUDAN); Georgia State University; TReNDs Center (GSU); University of Southern California (USC); Goodle Inc. (Google); King’College London (KCL); De Montfort University (DMU)

Finanzierung: Horizon Europe (European Commission)

Abstract:
Das Projekt environMENTAL wird untersuchen, wie sich einige der größten globalen Umweltherausforderungen - Klimawandel, Verstädterung und psychosozialer Stress durch die COVID-19-Pandemie - auf die psychische Gesundheit über die gesamte Lebensspanne auswirken. Es wird die zugrundeliegenden molekularen Mechanismen ermitteln und Präventions- und Frühinterventionsmaßnahmen entwickeln. Durch die Nutzung von Kohortendaten von über 1,5 Millionen europäischen Bürgern und Patienten, angereichert mit tiefgreifenden Phänotypisierungsdaten aus groß angelegten verhaltensbezogenen Neuroimaging-Kohorten, werden wir Gehirnmechanismen identifizieren, die mit umweltbedingten Widrigkeiten zusammenhängen und den Symptomen von Depression, Angst, Stress und Drogenmissbrauch zugrunde liegen. Durch die Verknüpfung von Bevölkerungs- und Patientendaten mit räumlich-zeitlichen Umweltdaten, die von Fernerkundungssatelliten, Klimamodellen, regionalen sozioökonomischen Daten und digitalen Gesundheitsanwendungen stammen, wird unser interdisziplinäres Team ein neurokognitives Modell multimodaler Umweltsignaturen entwickeln, die mit transdiagnostischen Symptomgruppen in Verbindung stehen, die durch gemeinsame Hirnmechanismen gekennzeichnet sind. Wir werden die diesen Mechanismen zugrunde liegende molekulare Basis mit Hilfe von multimodalen -omics-Analysen, Hirnorganoiden und virtuellen Gehirnsimulationen aufdecken und so eine integrierte Perspektive für jedes Individuum über die gesamte Lebensspanne und das gesamte Funktionsspektrum hinweg bieten. Die gewonnenen Erkenntnisse werden für die Entwicklung von Risikobiomarkern und Stratifizierungsmarkern genutzt. Anschließend werden wir nach pharmakologischen Wirkstoffen suchen, die auf die entdeckten molekularen Mechanismen abzielen. Außerdem werden wir die Entwicklung und das Fortschreiten von Symptomen mit Hilfe von Interventionen in der virtuellen Realität verringern, die auf den ungünstigen Umweltmerkmalen basieren und in enger Zusammenarbeit mit den Beteiligten entwickelt werden. Insgesamt wird dieses Projekt zu objektiven Biomarkern und evidenzbasierten pharmakologischen und VR-basierten Interventionen führen, die umweltbedingte psychische Erkrankungen deutlich verhindern und deren Ergebnisse verbessern und die EU-Bürger in die Lage versetzen, ihre psychische Gesundheit und ihr Wohlbefinden besser zu steuern.

WP3: Entwicklung und Durchführung von digitalen Gesundheitserhebungen

WP8: Digitale Intervention (Entwicklung eines Virtual-Reality-Programms mit Verstärkungslernen)

Titel: Reducing the impact of major environmental challenges on mental health

Principal Investigator WP3 and WP8 : Frauke Nees

Team: Sebastian Siehl

Collaboration:
Prof. Dr. Gunter Schumann (Charité Berlin, Deutschland) – head of the consortium; Freie Universität Berlin (FUB); Zentralinstitut für Seelische Gesundheit (CIMH); University of Olo (UiO); Oslo Universitetssykehus Hf (OUS); Universität Potsdam (UP); RadboudUMC (RUMC); Institute for Science and Technology Austria (ISTA); University of Barcelona (UB); Universitätsklinikum Bonn (UBO); Life and Brain GmbH (LB); Ksilink (KL); Aix-Marseille Universite (AMU); Virtual Bodyworks (VB); ARTTIC Innovation GmbH (AI); Universität Jena (FSU)

Associated Partners:
Fudan University Shanghai, ISTBI (FUDAN); Georgia State University; TReNDs Center (GSU); University of Southern California (USC); Goodle Inc. (Google); King’College London (KCL); De Montfort University (DMU)

Funding: Horizon Europe (European Commission)

Abstract:
The environMENTAL project will investigate how some of the greatest global environmental challenges, climate change, urbanisation, and psychosocial stress caused by the COVID-19-pandemic affect mental health over the lifespan. It will identify their underlying molecular mechanisms and develop preventions and early interventions. Leveraging cohort data of over 1.5 million European citizens and patients enriched with deep phenotyping data from large scale behavioural neuroimaging cohorts, we will identify brain mechanisms related to environmental adversity underlying symptoms of depression, anxiety, stress and substance abuse. By linking population and patient data via geo-location to spatiotemporal environmental data derived from remote sensing satellites, climate models, regional-socioeconomic data and digital health applications, our interdisciplinary team will develop a neurocognitive model of multimodal environmental signatures related to transdiagnostic symptom groups that are characterised by shared brain mechanisms. We will uncover the molecular basis underlying these mechanisms using multi-modal -omics analyses, brain organoids and virtual brain simulations, thus providing an integrated perspective for each individual across the lifespan and spectrum of functioning. The insight gained will be applied to developing risk biomarkers and stratification markers. We will then screen for pharmacological compounds targeting the molecular mechanisms discovered. We will also reduce symptom development and progression using virtual reality interventions based on the adverse environmental features - developed in close collaboration with stakeholders. Overall, this project will lead to objective biomarkers and evidence-based pharmacologic and VR-based interventions that will significantly prevent and improve outcomes of environmentally-related mental illnesses, and empower EU citizens to manage better their mental health and well-being.

WP3: Development and implementation of digital health assessments

WP8: Digital intervention (Development of a virtual reality programme using reinforcement learning)