Aufzeichnung der kortikalen und subkortikalen neuronalen Aktivität mit Hilfe von Elektrodensystemen

Ausschlaggebende Bedeutung für die Industrie

Die gleichzeitige Aufzeichnung kortikaler und subkortikaler Neuronenaktivität ermöglicht eine mechanistische Risikominimierung bei der Zielvalidierung, indem die Signalweiterleitung im gesamten Gehirn während kognitiver Aufgaben geklärt wird. Dieser Ansatz stützt die Vorhersagegenauigkeit in der neuropsychiatrischen Wirkstoffforschung, indem kortikale Messgrößen mit Aktivitäten im tieferen Gehirn verknüpft werden. Er unterstützt Portfolioentscheidungen zu zentralnervensystemwirksamen Therapeutika durch die Abstimmung übersetzbarer Biomarker.

Strategische Anwendungen in der Biopharma-Forschung und Entwicklung

Frühe Entdeckung und Zielvalidierung

• Wissenschaftlicher Wert: Untersucht therapeutische Hypothesen, indem die Aktivierung kortikaler und subkortikaler Netzwerke während aufmerksamkeitsbasierter Aufgaben abgebildet wird.
• Operationaler Wert: Ermöglicht die biologische Risikominimierung von Zielstrukturen durch direkte Messung der LFP- und EEG-Korrelate neuronaler Aktivierung.
• Prädiktiver Wert: Stärkt das Vertrauen in Zielstrukturen, indem die Signalübertragung zwischen Hirnregionen als Reaktion auf visuelle Reize quantifiziert wird.

Screening und Assay-Entwicklung

• Assay-Bereitschaft: Bereitet validierte neurophysiologische Systeme für die Wirkstoff-Screening vor, indem Basiswerte für LFP- und EEG-Antworten auf visuelle Reize etabliert werden.
• Quantitative Ausgabe: Liefert synchronisierte LFP- und EEG-Messungen, die Dosis-Wirkungs-Analysen von zentralnervenwirksamen Verbindungen ermöglichen.
• Reproduzierbarkeit: Standardisiert die Elektrodenplatzierung über das 10-20-System und die Reiztiming-Vorgaben, um eine konsistente Biomarker-Validierung über verschiedene Labore hinweg zu gewährleisten.

Translationale und präklinische Forschung

• Klinische Relevanz: Modelliert die menschliche kognitive und emotionale Leistung in Flankeraufgaben, um mit klinischen Endpunkten bei neuropsychiatrischen Indikationen übereinzustimmen.
• Translationaler Zusammenhang: Verbindet die entdeckungsphasenbezogene Zielmodulation mit der präklinischen Validierung durch konservierte neurozirkuläre Messgrößen.
• Risikoadjustierte Weiterentwicklung: Unterstützt Go/No-Go-Entscheidungen, indem sie Nebenwirkungen auf die subkortikale Verarbeitung während kortikal ausgerichteter Interventionen erfasst.

Pipeline- und Workflow-Integration

Diese Methode integriert sich in den Entdeckungsprozess von der Testung von Zielhypothesen über die Identifizierung von Leitsubstanzen bis hin zur Beurteilung der präklinischen Wirksamkeit, indem sie objektive neurophysiologische Messgrößen bereitstellt.

• Entdeckungsbioanalytik: Unterstützt die Aufklärung von Signalwegen, indem sie zeigt, wie visuelle Reize während kognitiver Aktivität von kortikalen zu subkortikalen Netzwerken weitergeleitet werden.
• Screening: Ermöglicht die Bereitschaft für Assays durch stabile, zeitlich synchronisierte LFP- und EEG-Aufzeichnungen, die durch Wirkstoffe hervorgerufene Veränderungen der neuronalen Synchronität detektieren.
• Analytik: Bietet quantitative Messgrößen für die LFP-Amplitude und EEG-Power, die den Vergleich der Wirkstoffeffekte auf kortikale und subkortikale Aktivität ermöglichen.
• Translationale Forschung: Vernetzt mit präklinischen Studien über konservierte flankierende Aufgabenanaloga in Tiermodellen zur biomarkerbasierten Validierung über Arten hinweg.
• Unternehmensweite Wiederverwendung: Schafft eine wiederverwendbare neurophysiologische Plattform zur Bewertung mehrerer zentralnervöser Zielstrukturen über verschiedene therapeutische Anwendungsbereiche hinweg.

Operative und unternehmerische Auswirkungen

• Wissenschaftlicher Wert: Verringert mechanistische Unschärfen bei der Zielvalidierung, indem die Beteiligung verteilter Gehirnnetzwerke direkt gemessen wird.
• Operationaler Wert: Stellt Reproduzierbarkeit sicher durch standardisierte EEG-Setups, Stimulus-Timing- und Elektroden-Referenzierungsprotokolle.
• Strategischer Wert: Verbessert die Kapitalnutzungseffizienz, indem biologisch aktive Substanzen früh identifiziert werden, wodurch spätere Ausfälle aufgrund fehlender Zielstrukturenbindung vermieden werden.
• Portfolio-Wirkung: Ermöglicht eine risikoadjustierte Priorisierung von ZNS-Kandidaten basierend auf übereinstimmenden kortikalen und subkortikalen Reaktionsprofilen.

Durchführungsaspekte

• Erfordert Fachkenntnisse in Elektrophysiologie, Neuroanatomie und Sicherheit von menschlichen Versuchspersonen beim Umgang mit invasiven und Oberflächenelektroden.
• Setzt EEG-Steuerkästen voraus, die gleichzeitige Hochdurchsatz-Aufzeichnungen von LFP und EEG mit präziser Triggersynchronisation ermöglichen.
• Erfordert eine standardisierte Vorgehensweise über verschiedene Arbeitsgruppen hinweg – zwischen Neurowissenschaft, Assay-Entwicklung und Datenanalyse – zur konsistenten Interpretation von Biomarkern.
• Beinhaltet Anpassungsüberlegungen bei der Übertragung menschlicher Flankeraufgaben-Paradigmen auf Tiermodelle oder alternative kognitive Tests.
• Ist durch die Verfügbarkeit von Versuchspersonen mit implantierten DBS-Elektroden begrenzt, was die Skalierbarkeit für Hochdurchsatz-Screenings ohne Ersatzmodelle einschränkt.

Biopharma-Häufige Fragen