Um das ehrgeizige Forschungsprogramm erfolgreich umzusetzen, wird das DZPG in modernste digitale Forschungstechnologien investieren und eine Reihe von gemeinsamen Forschungsinfrastrukturen schaffen.
Die DZPG-Infrastruktur Biobank, Omics, Bioinformatik (DZPG INF BOB) zielt darauf ab, einheitliche Prozesse und IT-Systeme für Biobanking, die Erhebung und den Austausch von Omics-Daten sowie deren bioinformatische Analyse im DZPG zu etablieren.
Im Bereich Biobanking wird ein dezentrales Biobank-Netzwerk aufgebaut. An verschiedenen Standorten gesammelte biologische Proben – zum Beispiel Blut- oder Gewebeproben von Studienteilnehmerinnen werden so miteinander vernetzt und nach einheitlichen Standards verwaltet. Dies geschieht durch sogenannte SOPs (Standard Operating Procedures), festgelegte Abläufe, die sicherstellen, dass alle Biobanken im Netzwerk nach denselben wissenschaftlichen und organisatorischen Richtlinien arbeiten. Zudem werden spezielle IT-Lösungen entwickelt, die es ermöglichen, Daten sicher zu speichern und miteinander zu verknüpfen, ohne dass alle Informationen an einem zentralen Ort gesammelt werden müssen (sogenannte föderierte IT-Strukturen).
Für den Bereich Omics liegt der Fokus auf der standardisierten Erhebung und Bereitstellung von biologischen Daten (Omics-Daten). Dazu gehört unter anderem Informationen über Gene (Genomik), Proteine (Proteomik) oder Stoffwechselprozesse (Metabolomik). Diese Daten sollen in einer einheitlichen Form erfasst werden, damit sie Forschenden leicht zugänglich sind und sinnvoll miteinander verglichen werden können. Darüber hinaus sollen bereits vorhandene ältere Datensätze (Legacy-Daten) integriert werden, um deren wissenschaftlichen Wert weiter zu nutzen.
Die Bioinformatik hilft dabei, die riesigen Mengen an Omics-Daten auszuwerten. Dafür werden standardisierte Analysemethoden und Workflows eingesetzt. Workflows sind festgelegte, oft automatisierte Verarbeitungsschritte, mit denen Daten zuverlässig analysiert werden können. Ein weiteres wichtiges Konzept ist das Data-Lifecycle-Management, das den gesamten „Lebenszyklus“ der Daten regelt – von der Erfassung über die Verarbeitung bis hin zur langfristigen Archivierung. Dadurch wird sichergestellt, dass die Daten nachhaltig genutzt werden können und den Prinzipien der Open-Science entsprechen, also für andere Wissenschaftler zugänglich und nachvollziehbar sind.
Um die Zusammenarbeit zwischen den verschiedenen Beteiligten zu erleichtern, wird die foldercase Plattform als zentrale Kommunikations- und Kooperationslösung genutzt. Sie stellt wichtige Informationen zum Projektstatus, zu Meilensteinen und aktuellen Entwicklungen des DZPG INF BOB übersichtlich dar und erleichtert eine interne sowie externe Kommunikation.
Dr. Emanuel Schwarz
ZI Mannheim
J5
68159 Mannheim
0621 1703-2368
emanuel.schwarz@zi-mannheim.de
Die Infrastruktur Digital Mental Health unterstützt Forschende bei zentralen Fragen zur Umsetzung ihres Forschungsvorhabens und hilft ihnen dabei, digitale Technologien für die psychische Gesundheit zu entwickeln. Dies betrifft sowohl die systematische Erhebung langfristiger Gesundheitsdaten als auch die Entwicklung neuer MDR-konformer digitaler Anwendungen, die den gesetzlichen Vorgaben für Medizinprodukte entsprechen.
Ein besonderer Fokus liegt auf der Erhebung intensiver longitudinaler Daten, die über einen längeren Zeitraum hinweg gesammelt werden. Methoden wie das Ecological Momentary Assessment (EMA) ermöglichen es, Stimmungen, Gedanken oder Verhaltensweisen direkt im Alltag der Teilnehmenden zu erfassen – beispielsweise durch regelmäßige Befragungen per Smartphone. Ergänzend dazu kommt das sogenannte Mobile Sensing zum Einsatz, bei dem automatisch erfasste Daten von Smartphones oder Wearables, wie Informationen zu Bewegung, Schlaf oder Herzfrequenz, genutzt werden, um das psychische Wohlbefinden kontinuierlich zu messen.
Um Forschende bestmöglich zu unterstützen, bietet die Infrastruktur Zugang zu einem Repositorium, also einer wissenschaftlichen Sammlung geprüfter Methoden, Messinstrumente und digitaler Plattformen. Zusätzlich stehen einheitliche Arbeitsanweisungen (SOPs, Standard Operating Procedures), Vorlagen und Handbücher bereit. Forschende erhalten zudem Beratung und Unterstützung in zentralen Bereichen, darunter klinische Studien zur Erprobung neuer digitaler Therapieansätze, die Beantragung von Forschungsgeldern sowie bei methodischen Fragen zu innovativen Studiendesigns. Dazu gehören unter anderem Trial within Cohorts (TwiCs), ein Studiendesign, bei dem neue Behandlungen innerhalb einer bestehenden Langzeitstudie getestet werden, sowie Micro-Randomized Trials, bei denen unterschiedliche kleine Anpassungen digitaler Interventionen, wie beispielsweise Erinnerungsnachrichten in einer Therapie-App, systematisch untersucht werden, um ihre Wirksamkeit zu optimieren. Darüber hinaus fördert die Infrastruktur den Einsatz von Künstlicher Intelligenz (KI) zur Personalisierung und Verbesserung digitaler Gesundheitsanwendungen.
Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die schnelle Entwicklung und Erprobung neuer digitaler Methoden und Tools. Hierfür wurde eine dezentrale Infrastruktur für Inkubation geschaffen, die es ermöglicht, vielversprechende Prototypen in engem Austausch mit anderen DZPG-Infrastrukturen weiterzuentwickeln. Diese enge Vernetzung erleichtert schließlich den raschen Transfer neuer wissenschaftlicher Erkenntnisse und Technologien in die klinische Anwendung.
Prof. Dr. Ulrich Reininghaus
ZI Mannheim
J5
68159 Mannheim
0621 1703-1930
ulrich.reininghaus@zi-mannheim.de
Die Daten- und Wissensmanagement-Infrastruktur (DKM-INF) des DZPG arbeitet eng mit den Principal Investigators (PIs) der Forschungsprojekte zusammen, um ein zentrales Management der Studiendaten zu ermöglichen. Das DKM-INF Team wird die Forschungsprojekte dabei unterstützen auf die jeweiligen Studienzwecke abgestimmte Electronic Data Capture (EDCs) und Quality Management-Schnittstellen zu programmieren. EDCs sind digitale Systeme, die es ermöglichen, Daten elektronisch und in Echtzeit zu erfassen, anstatt sie manuell zu notieren. Die Quality Management-Schnittstellen sorgen dafür, dass die gesammelten Daten genau und zuverlässig sind, indem sie bestimmte Prüfprozesse und Qualitätsstandards in die Datenerfassung integrieren. Dies hilft, die Daten über alle DZPG-Standorte hinweg zu standardisieren, sodass sie gut miteinander verglichen werden können. Ziel ist es, hohe Datenqualitäts-Standards zu erreichen, was bedeutet, dass die Daten fehlerfrei, konsistent und für die Forschung nutzbar sind.
Darüber hinaus unterstützt die DKM-INF Infrastruktur die Forschungsteams vor Ort durch sechs Data Stewards, die sich um die Datenverwaltung und -qualität kümmern. Zentral erfolgt die Unterstützung zusätzlich durch Studienmanagementfunktionen des DZPG-Studienportals, einer digitalen Plattform zur Verwaltung von Studienaspekten wie Teilnehmerdaten, Fortschrittsberichten und Auswertungen.
Nach Abschluss der Studien wird das DKM-INF-Team den Forschungsrojekten mit statistischer Methodenexpertise zur Seite stehen. Das bedeutet, dass sie den Forschenden helfen werden, die gesammelten Daten richtig zu analysieren, um aussagekräftige Ergebnisse zu erzielen. Dafür wird eine Methodentoolbox in einer zentralen Analysecloud bereitgestellt. Eine Analysecloud ist eine Plattform, auf der Daten gespeichert und bearbeitet werden können, ohne dass spezielle Software oder Hardware vor Ort erforderlich ist.
Schließlich wird den Projektteams die Möglichkeit gegeben, ihre Daten und Ergebnisse auf der geplanten Wissensmanagement-Plattform der DKM-INF für die Nachnutzung verfügbar zu machen. Andere Forschende oder Interessierte können also auf diese Informationen zugreifen, um daraus weitere Forschungsfragen abzuleiten oder bestehende Ergebnisse zu prüfen.
Prof. Dr. Nikolaos Koutsouleris
Klinik und Poliklinik für Psychiatrie und Psychotherapie
Nußbaumstraße 7
80336 München
089 4400-55885
nikolaos.koutsouleris@med.uni-muenchen.de
Die Infrastruktur Psychotherapieforschung (PT-INF) ist eine digitale Plattform, die es ermöglicht, die Psychotherapieforschung systematisch zu koordinieren. Dies bedeutet, dass sie dabei hilft, innerhalb einer Studie die Forschung zu psychotherapeutischen Behandlungen in verschiedenen Altersgruppen (z. B. Kindern, Erwachsenen und älteren Menschen) oder klinischen Settings (wie Kliniken, Praxen oder ambulanten Therapieangeboten) zu verbinden und zu organisieren.
Zukünftig wird die PT-INF Forschenden des DZPG die Möglichkeit bieten, sich mit anderen Expertinnen und Experten aus dem Bereich der Psychotherapie zu vernetzen, um ihr Wissen und ihre Erfahrungen auszutauschen. Darüber hinaus können sie am Praxis-Forschungs-Netzwerk teilnehmen, das den Zugang zu längsschnittlichen Daten aus der psychotherapeutischen Routineversorgung bietet. Längsschnittliche Daten erfassen über einen längeren Zeitraum hinweg Veränderungen im Therapieverlauf und ermöglichen praxisnahe Einblicke in die Wirksamkeit von Behandlungsansätzen.
Die PT-INF ermöglicht zudem die Integration klinischer Studien in dieses Netzwerk. Das bedeutet, dass Studien zu psychotherapeutischen Behandlungen, die unter kontrollierten Bedingungen durchgeführt werden, mit den alltäglichen Behandlungsdaten aus der Praxis verbunden werden können, um noch umfassendere Ergebnisse zu erzielen. Ergänzend wird die PT-INF Schulungen und Beratungen anbieten, die sich auf wichtige Themen der Psychotherapieforschung konzentrieren. Diese umfassen psychotherapeutischen Interventionen, Diagnostik sowie Analysemethoden.
Gabriel Bonnin M.Sc.
Ruhr-Universität Bochum
Forschungs- und Behandlungszentrum für psychische Gesundheit (FBZ)
Klinische Kinder- und Jugendpsychologie
Massenbergstraße 9-13
44787 Bochum
0234 32-21753
gabriel.bonnin@rub.de
Die DZPG Infrastruktur Youth-Mental-Health hat zum Ziel, die psychische Gesundheit von Kindern und Jugendlichen in den relevanten Lebenswelten Kita, Kindergarten und Schule zu fördern. Diese Lebenswelten sind entscheidend, da sie prägende Phasen der kindlichen Entwicklung darstellen, in denen die psychische Gesundheit durch entsprechende Angebote unterstützt werden kann. Sie bietet dafür perspektivisch:
Prof. Dr. Hanna Christiansen
Philipps-Universität Marburg
Psychologie (Fb04)
Gutenbergstr. 18
35032 Marburg
06421 28-23706
christih@staff.uni-marburg.de
Die DZPG Infrastruktur Modellsysteme stellt zelluläre Modellsysteme und Tiermodelle zur Verfügung, um die Mechanismen psychischer Krankheiten besser zu verstehen.
Die zellulären Modellsysteme werden aus Haut- oder Blutproben von Betroffenen hergestellt. Diese Proben können dann mit modernen genetischen und zellbiologischen Methoden in induzierte pluripotente Stammzellen umprogrammiert werden. Das bedeutet, dass Zellen, die ursprünglich nur eine spezifische Funktion hatten (wie Haut- oder Blutzellen), so verändert werden, dass sie sich in viele verschiedene Zelltypen verwandeln können, einschließlich Nerven- und Gliazellen. Stammzellen können so als Quelle für die Erforschung der menschlichen Nerven- und Gliazellen genutzt werden. Es gelingt sogar schon, kleine dreidimensionale „Mini-Gehirne“ (Organoide) herzustellen, an denen man individuelle krankheitsrelevante Mechanismen oder auch das individuelle Ansprechen auf Medikamente auf zellulärer Ebene erforschen kann.
Andererseits werden Tiermodelle verwendet für Forschungsfragen, die einen intakten, lebenden Organismus erfordern, zum Beispiel Untersuchungen zur Rolle des Immunsystems und des Stoffwechsels bei psychischer Gesundheit und Krankheit. An diesen Tiermodellen (meist Labornagetiere) können krankheitsrelevante Zusammenhänge direkt erforscht werden, insbesondere können die Interaktionen des Organismus mit seiner Umwelt und auch die Langzeit-Effekte von Umwelteinflüssen sowie von medikamentösen und nicht-medikamentösen therapeutischen Interventionen kontrolliert untersucht werden.
Für die genannten Zwecke stellt die DZPG Infrastruktur Modellsysteme standortübergreifend eine breite Palette an Zell-/Tiermodellen sowie Forschungs-Plattformen zur Verfügung.
Prof. Dr. med. Josef Priller
TUM
Klinik und Poliklinik für Psychiatrie und Psychotherapie
Ismaninger Straße 22
81675 München
089 41404837
josef.priller@tum.de
Die DZPG Infrastruktur Neuromodulation hat zum Ziel, die Kooperation und Abstimmung in der Neuromodulationsforschung und -anwendung zu verbessern. Neuromodulation bezeichnet eine Reihe von Verfahren, bei denen elektrische oder magnetische Impulse verwendet werden, um die Aktivität des Gehirns zu beeinflussen und so psychische oder neurologische Erkrankungen zu behandeln. Die Infrastruktur bietet umfassende Beratung und Unterstützung in folgenden Bereichen:
Prof. Dr. med. Andreas Fallgatter
Universitätsklinikum Tübingen
Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie
Osianderstr. 24
72076 Tübingen
0707 1298-4858
andreas.fallgatter@med.uni-tuebingen.de
Die Infrastruktur Föderiertes Kohortenmanagement (INF FCM) unterstützt Forschungsprojekte, Anträge im Bereich der Nutzung von bereits bestehenden und laufenden Kohorten zu stellen sowie deren standort-übergreifenden Auswertung zu ermöglichen.
Das etablierte Kohorten-Register der INF FCM stellt Informationen zu bereits vorhandenen Studiendaten gemäß FAIR Prinizipien zur Verfügung und erleichtert deren Nachnutzung. Darüber hinaus unterstützt die Infrastruktur mit Expertise und Vorerfahrung die Kombination und Auswertung von Daten aus verschiedenen Studienstandorten. Dies ermöglicht eine föderierte, also standortübergreifende Auswertung, um ein umfassenderes Bild von bestimmten Gesundheitsfragen zu bekommen, da die Daten aus unterschiedlichen geografischen Regionen oder Institutionen stammen können.
Ein weiterer Aspekt ist die Harmonisierung der Daten. In der Forschung kommen Daten oft aus verschiedenen Quellen, und sie sind möglicherweise nicht einheitlich oder direkt vergleichbar. Die Infrastruktur unterstützt also dabei, diese Daten so anzupassen, dass sie sinnvoll miteinander kombiniert und analysiert werden können.
Univ.-Prof. Dr. med. Nils Opel
Universitätsklinikum Jena
Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie
Philosophenweg 3
07743 Jena
03641 9300
nils.opel@med.uni-jena.de
Die Infrastruktur Bildgebung bietet wissenschaftliche Expertise und Dienstleistungen zur Einrichtung und Aufrechterhaltung einer zukunftsorientierten Zusammenarbeitsstruktur für die multizentrische Erfassung harmonisierter, hochwertiger, groß angelegter Datensätze und deren Nutzung für Analysen durch Wissenschaftlerinnen an den sechs DZPG-Standorten sowie für Aktivitäten im Bereich der Open Science.
Bei den Bildgebungsverfahren handelt es sich zum Beispiel um MRT (Magnetresonanztomographie) oder CT (Computertomographie). Die Infrastruktur sorgt dafür, dass Daten aus verschiedenen Quellen (multizentrisch) innerhalb der DZPG strukturiert und vereinheitlicht zusammengeführt werden, sodass sie verglichen und analysiert werden können. Dies ist besonders wichtig, um große und vielfältige Datensätze zu erhalten, die ein breiteres und genaueres Bild der untersuchten Themen liefern. Ein weiteres Ziel dieser Infrastruktur ist die Unterstützung von Open Science, so dass wissenschaftliche Daten und Ergebnisse frei zugänglich sind.
Die Infrastruktur soll dazu beitragen, die Effizienz in der Datenerzeugung und -aufbereitung (Kuratierungsaktivitäten) zu steigern, indem sie redundant wiederholte Prozesse, die in vielen bildgebenden Studien ähnlich sind, besser koordiniert und optimiert. Dadurch werden Synergien geschaffen, die eine effektivere Datensammlung und -verwaltung ermöglichen, ohne unnötige Wiederholungen. Dies entlastet einzelne Studien, da sie diese Aktivitäten nicht separat mit neuen personellen Anstrengungen aufsetzen müssen, und maximiert die Interoperabilität der bildgebenden Verfahren. Hierfür wurde eine konsentierte Sequenzbatterie für MRT-Erhebungen mit Magnetfeldstärken von 3 Tesla und 7 Tesla verabschiedet und mithilfe standardisierter SOPs (Standard Operating Procedures) an den jeweiligen Standorten implementiert. Sie bildet die verpflichtende Grundlage für DZPG-finanzierte Bildgebungsprojekte und gewährleistet eine einheitliche Vorgehensweise.
Prof. Dr. med. Martin Walter
Universitätsklinikum Jena
Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie
Philosophenweg 3
07743 Jena
03641 9300
martin.walter@med.uni-jena.de
Die Infrastruktur Klinische Studien (DARTS) unterstützt die Durchführung klinischer Studien, systematischer Reviews und Leitlinien aller Behandlungsmodalitäten, um diese zu erleichtern, effizienter zu machen und zu beschleunigen. Dies geschieht unter kollaborativer Einbindung aller relevanten Gruppen (Studienteilnehmer, Angehörige, Betroffene, Ethikkommissionen (EKs), Behörden etc).
Hierzu bietet DARTS eine Reihe von Unterstützungsmöglichkeiten an:
Prof. Dr. Stefan M. Gold
Charité – Universitätsmedizin Berlin
Campus Benjamin Franklin (CBF)
Hindenburgdamm 30
12203 Berlin
030 450-517532
stefan.gold@charite.de
Die DZPG Infrastruktur Center for PPI hat zum Ziel, die Zusammenarbeit zwischen Forschenden, Betroffenen und Angehörigen zu fördern (Partizipative Forschung) und zu koordinieren. Es unterstützt die trialogischen Standorträte und bietet durch lokale PPI-Referentinnen und -Referenten vor Ort Beratung und Unterstützung in folgenden Bereichen an:
Prof. Dr. rer. nat. Isabel Dziobek
030 2093-89758
isabel.dziobek@hu-berlin.de
Silke Lipinski M. A.
030 2093-89759
silke.lipinski@hu-berlin.de
Die DZPG Academy bietet mit ihren 3 Bestandteilen (Educate, Share, Inform) vielfältige Nutzungsmöglichkeiten für Forschungsprojekte.
Die CoMMT (Core Facility Medientechnik Medizin in Tübingen) und das TIME (Tübingen Institute for Medical Education) unterstützen technisch und didaktisch die Ausarbeitung und Umsetzung der Nutzungs- und Anwendungsmöglichkeiten der DZPG Academy. Die CoMMT ermöglicht es Dozierenden, ihre Lehrveranstaltungen professionell aufzuzeichnen und/oder live zu streamen. Das TIME ist ein Institut, das sich auf medizinische Bildung spezialisiert hat und die DZPG Academy bei der didaktischen Gestaltung von Lerninhalten unterstützt.
Prof. Dr. Stephan Zipfel
Universitätsklinikum Tübingen
ViTa-Gebäude
Osianderstraße 5
72076 Tübingen
07071 298-6714
stephan.zipfel@med.uni-tuebingen.de
Die effektive Umsetzung des komplexen Forschungsprogramms durch die beteiligten Institutionen und Forschende wird ermöglicht durch foldercase, einer Plattform für kollaborative Forschung und Forschungsmanagement.