Medizin

Parkinson: Was die tiefe Hirnstimulation auf der Hirnoberfläche bewirkt

Montag, 13. April 2015

San Francisco - US-Neurologen haben eine mögliche Erklärung für die Wirkungsweise der tiefen Hirnstimulation gefunden, die trotz der breiten Anwendung der Therapie bisher nicht verstanden wird. Ihre Beobachtungen in Nature Neuroscience (2015; doi:10.1038/nn.3997) zeigen, dass die elektrischen Impulse, die an die Basalganglien abgegeben werden, eine Blockade im motorischen Cortex lösen, zu der es infolge der Erkrankung kommt.

Die tiefe Hirnstimulation ist ein Beispiel dafür, dass medizinische Therapien auch dann funktionieren, wenn ihre Wirkungsweise nicht verstanden wird. Die Idee lässt sich auf den Beginn stereotaktischer Operationen Mitte des letzten Jahrhunderts zurückführen. Deren Ziel war eigentlich die Zerstörung bestimmter Hirnareale. Per Zufall wurde allerdings entdeckt, dass eine hochfrequente Stimulierung tiefer Hirnareale die motorischen Symptome schlagartig zum Verschwinden bringt.

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Beim Morbus Parkinson sind dies die Rigidität, die Bradykinesie/Akinesie und der Tremor. Es dauerte noch einige Jahrzehnte, bis sich die tiefe Hirnstimulation als Therapie etablierte. Heute sollen weltweit 120.000 Menschen mit einem „Hirnschrittmacher“ versorgt worden sein, ohne dass bekannt ist, wie die Wirkung zustande kommt.

Vor zwei Jahren entdeckten Coralie de Hemptinne von der Universität von Kalifornien in San Francisco und Mitarbeiter, dass die Auswirkungen des Morbus Parkinson nicht auf die Basalganglien beschränkt bleiben, wo die Erkrankung durch den Untergang dopaminerger Neurone in der Substantia nigra entsteht. Es gibt auch eine Rückwirkung auf die motorische Rinde, wo die willentlichen Bewegungen entstehen, die den Patienten mit Morbus Parkinson immer weiter entgleisen. Hemptinne beobachtete ein Phänomen, dass sie als verstärktes „phase-amplitude coupling“ bezeichnet (PNAS 2015; 110: 4780–4785).

In der aktuellen Untersuchung haben die Forscher untersucht, wie sich die elektrische Aktivität im motorischen Cortex verändert, wenn die Elektroden der tiefen Hirnstimulation an und ausgeschaltet werden. Dazu wurden bei 23 Patienten während der Implantation des Hirnschrittmachers vorübergehend sechs Elektroden zur Ableitung von EEG-Signalen auf dem motorischen Cortex befestigt. Wie bei der Implantation üblich, wurden die Patienten gegen Mitte der Operation geweckt, um die korrekte Platzierung der Elektroden zu prüfen.

Die Patienten müssen dann nach Aktivierung der tiefen Hirnstimulation bestimmte motorische Aufgaben durchführen. Wie Hemptinne und Mitarbeiter jetzt berichten, kam es jeweils bei der erfolgreichen Aktivierung der tiefen Hirnstimulation zu einer Normalisierung des „phase–amplitude coupling“. Die Neurologin vermutet nun, dass die vermehrte Aktivierung der motorischen Rinde ursächlich an der Entstehung der motorischen Symptome des Morbus Parkinson beteiligt ist.

Sollte diese Vermutung stimmen, dann könnte die Wirkungsweise der tiefen Hirn­stimulation durch Elektroden auf der motorischen Hirnrinde verbessert werden. Der Forscherin schwebt ein Schaltkreis vor, der die Störungen in der motorischen Rinde registriert und in Echtzeit die notwendigen Impulse an den Nucleus subthalamicus auslöst © rme/aerzteblatt.de

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