Anschrift

Max-Planck-Institut für Kognitions- und Neurowissenschaften

Toni Muffel, M.Sc.

Stephanstraße 1a

04103 Leipzig

Sachsen

Deutschland

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Toni Muffel, M.Sc.

Toni Muffel, M.Sc.
Toni Muffel, M.Sc.
Doktorand
Abteilung Neurologie
Telefon: +49 341 9940-2420
Fax: +49 341 9940-2221

Forschungsinteressen

Projekt 1: Bildgebung und Roboter-basierte Untersuchung von sofortigen Effekten transkranieller Gleichstromstimulation bei Schlaganfallpatienten mit sensomotorischen Defiziten 

Patienten mit motorischen Defiziten in der chronischen Phase nach einem Schlaganfall weisen eine Reihe markanter Veränderungen in der Physiologie und Struktur des Gehirns auf. Solche Veränderungen beruhen sowohl auf dem durch Schlaganfall verursachten Schaden (die Läsion) innerhalb einer Hirnhälfte, können sich aber auch auf größere Teile des Gehirns, wie die andere Hirnhälfte, ausweiten. Grundlage dieser Veränderungen sind sowohl reparative Prozesse des Gehirns als auch Verhaltensmuster im Alltag der Patienten. In den letzten Jahren wurden verschiedene Methoden entwickelt, die eine gezielte Modulation solcher Prozesse durch nicht-invasive Hirnstimulation ermöglichen und so eine Verbesserung der Symptomatik nach Schlaganfall in Aussicht stellen. Die transkranielle Gleichstromstimulation (transcranial direct current stimulation, tDCS) ist ein Vertreter dieser Verfahren. Hier wird ein schwacher Gleichstrom über Elektroden auf der Kopfoberfläche in das Gehirn übertragen und übt dort lokal eine erregende oder hemmende Wirkung aus. Im Rahmen dieses Projekts erforschen wir den sofortigen Effekt zweier verschiedene Formen von tDCS und untersuchen, welcher der beiden Ansätze im individuellen Patienten die stärkste Veränderung auf der Ebene der Hirnphysiologie aber auch auf Verhaltensebene erreicht. Dazu nutzen wir nicht-invasive Bildgebung des Gehirns (funktionelle und strukturelle Magnetresonanztomographie) sowie motorische Diagnostik der oberen Extremitäten mit einem komplexen Robotersystem (KINARM Exoskeleton). 

Projekt 2: Simulation individueller Feldverteilungen von transkranieller Gleichstromstimulation bei Schlaganfallpatienten 

Die Verfahren nicht-invasiver Hirnstimulation, wie beispielsweise die transkranielle Gleichstromstimulation, wirken in jedem Menschen unterschiedlich. Um besser zu verstehen, warum die gleiche Neurostimulation in verschiedenen Personen zu so unterschiedlichen Effekten führt, bzw. warum verschiedene Stimulationen Inder gleichen Person zu unterschiedlichen Effekten führt, werden in diesem Projekt genaue Simulationen des Stromflusses innerhalb des Gehirns berechnet. Diese Berechnungen erfolgen auf Basis von strukturellen MRT-Daten, welche im Rahmen von Projekt 1 erhoben wurden. 
(Kooperation im Promotionsprojekt von Benjamin Kalloch)  

Projekt 3: Abhängigkeit sofortiger Effekte transkranieller Gleichstromstimulation von gesundem Altern

Natürliches Altern hat eine große Wirkung auf die Funktion und Struktur des Gehirns. Es zeigt sich, dass die Verfahren nicht-invasiver Hirnstimulation in älteren gesunden Versuchspersonen eine andere Wirkungen erzielen, als in Stichproben mit jüngeren Probanden. Entsprechend wird eine Altersabhängigkeit bei den Effekten von Hirnstimulation diskutiert. Da es sich bei Schlaganfällen oft um Erkrankungen des höheren Lebensalters handelt, sind Veränderung des Gehirns im Rahmen von Alterungsprozessen von großem Interesse, da diese die Wirkung von Stimulationsverfahren zusätzlich zu erworbenen Hirnschäden beeinflussen können. Um den Effekt natürlichen bzw. gesunden Alterns auf die individuelle Wirkung von transkranieller Gleichstromstimulation (transcranial direct current stimulation, tDCS) genauer zu beschreiben, werden in einer Erweiterung von Projekt 1 (siehe oben) je eine Kohorte mit jungen (18-35 Jahre) und alten (60-85 Jahre) gesunden Probanden untersucht. Auch in diesem Projekt untersuchen wir den Effekt zweier Formen von tDCS auf der Ebene der Hirnphysiologie und des Verhaltens mit nicht-invasiver Bildgebung und Roboter-basierter motorischer Diagnostik.

Projekt 4: Beeinflussung propriozeptiver Genauigkeit durch gesundes Altern und transkranielle Gleichstromstimulation

In einer Abwandlung der Projekte 1 & 3 untersuchen wir den Effekt von transkranieller Gleichstromstimulation über den Hirnarealen für Körperwahrnehmung (primärer somatosensorischer Corte, S1) auf die Wahrnehmung der Armposition im Raum (Positionssinn oder Propriozeption). Dazu erheben wir ebenfalls eine Kohorte mit jungen (18-35 Jahre) und älteren (60-85 Jahre) gesunden Probanden. Die Bewertung der propriozetiven Genauigkeit erfolgt mittels Roboter-basierter Diagnostik. 
(Betreuung der Masterarbeit von Franziska Kirsch)

Projekt 5: Roboter-basierte Trainingsintervention bei Schlaganfallpatienten mit sensomotorischen Defiziten 

Viele Patientinnen und Patienten zeigen deutliche Probleme bei der Ausführungen von zielgerichteten Bewegungen der Arme nach einem Schlaganfall. Die Rehabilitation in der Frühphase zielt typisch auf die Verbesserung genau dieser Symptomatik ab und zeigt meist eine sehr gute Wirkung. Leider bleibt aber auch in der chronischen Phase oft ein motorisches Defizit bestehen, während die Intensität physio- oder ergotherapeutischer Interventionen abnimmt. In diesem Projekt erproben wir die Wirksamkeit eines eigens entwickelten Trainings in unserem Robotersystem (KINARM Exoskeleton). Die Intervention zielt auf die betroffene obere Extremität bei SchlaganfallpatientInnen in der chronischen Krankheitsphase ab. Trainings finden an mehreren Tagen pro Woche über mehrere Wochen statt. Unter Verwendung von bildgebenden Verfahren beurteilen wir die Veränderungen in der Arbeitsweise des Gehirns sowohl während des Trainings (mittels EEG) als auch im Vergleich zwischen dem Zustand vor und nach der Intervention (mittels funktioneller und struktureller MRT). 
(Kooperation im Promotionsprojekt von Pei-Cheng Shih) 

Projekt 6: Motorische Roboterdiagnostik in der Tagesklinik für Kognitive Neurologie 

Die Tagesklinik für Kognitive Neurologie am Universitätsklinikum Leipzig bietet eine Spezialsprechstunde für SchlaganfallpatientInnen im chronischen Krankheitsstadium an. Ein besonderes Angebot dieser Sprechstunde ist der sogenannte Diagnostikpfad Motorik. Hier durchlaufen PatientInnen umfangreiche mehrtätige und interdisziplinäre Untersuchungen mit dem Ziel, das aktuelle Krankheitsbild bestmöglich und umfassend zu beschreiben. Im Rahmen des Diagnostikpfads erproben wir den Einsatz des KINARM Exoskeleton Roboters als Erweiterung der motorischen Funktionsdiagnostik. 
(Mitarbeit in der Sprechstunde für Schlaganfallrehabilitation)

Vita

Akademische Ausbildung

2015 - heute
Charité - Universitätsmedizin Berlin
Promotionsstudent (cand. rer. medic)
2015 - heute
International Max Planck Research School on the Life Course
Gemeinsame Graduiertenschule MPI für Bildungsforschung Berlin, Freie Universität Berlin, Humboldt-Universität Berlin, Universität Zürich, University of Michigan & University of Virginia
Promotionsstudent
2012 - 2014
Charité - Universitätsmedizin Berlin
Medizinische Neurowissenschaften, Master of Science
2008 - 2012
Freie Universität Berlin
Psychologie, Bachelor of Science


Laufbahn

2015 - heute

Max-Planck-Institut für Kognitions- & Neurowissenschaften Leipzig | Abteilung Neurologie
Promotion

2015 - heute

Freie Universität Berlin | Fachbereich Erziehungswissenschaft & Psychologie
Lehrbeauftragter / Dozent 

2014

Charité - Universitätsmedizin Berlin | Klinik für Experimentelle Neurologie & NeuroCure Clinical Research Center | Kognitive Neurologie (AG Flöel)

Master Student (3 Projekte) 

2013

Freie Universität Berlin | Center für Digitale Systeme: Web Designer
Charité - Universitätsmedizin Berlin | Experimentelle Psychiatrie (AG Winter)
Master Student 

2012 - 2014

Freie Universität Berlin | Fachbereich Erziehungswissenschaft & Psychologie
Mentor

2011 - 2012

Freie Universität Berlin | Exzellenzcluster Languages of Emotion, AB Emotionspsychologie & Affektive Neurowissenschaft
Studentischer Assistent für Forschung & Lehre

2010 - 2012




Freie Universität Berlin | Dekanat Fachbereich Erziehungswissenschaft & Psychologie
Studentischer Studienberater





 
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