ArchivDeutsches Ärzteblatt9/2009Transkranielle Magnet- und Gleichstromstimulation
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LNSLNS Nicht invasive Hirnstimulationsverfahren wie die transkranielle Gleichstrom- oder die transkranielle Magnetstimulation (TMS), haben in den vergangenen Jahren zunehmende Bedeutung in der Diagnostik und Therapie neuropsychiatrischer Erkrankungen erhalten. Mit ihnen lassen sich kortikale Neuronenverbände erregen.

TMS benutzt hochintense, etwa 1 Tesla starke gepulste Magnetfelder, um – anders als dies mit ultrakurzen Stromreizen möglich ist – schmerzfrei Elektrizität durch den intakten Schädel zu transferieren, somit indirekt Stromflüsse im Gehirngewebe und hierüber neuronale Aktionspotenziale auszulösen. Wenn man TMS repetitiv appliziert (rTMS), lassen sich plastische Erregungssteigerungen oder Hemmungen umschriebener Hirnareale erzielen, die Stunden über die Stimulationsdauer hinaus anhalten können.

Transkranielle Gleichstromstimulation mit schwachen Strömen um 1 mA („transcranial direct current stimulation“ [tDCS]) ist seit acht Jahren in der humanen Neuroplastizitätsforschung fest etabliert, nachdem es gelungen war, ihre plastizitätserzeugenden Effekte im menschlichen Gehirn mit Hilfe der TMS zu quantifizieren (Abbildung 1 jpg ppt).

Die physikalische Lücke zwischen gepulster rTMS und gleichförmiger tDCS lässt sich durch transkranielle Wechselstromstimulation (tACS; „transcranial alternating current stimulation“) und transkranielle Rauschstromstimulation (tRNS; „transcranial random noise stimulation“) schließen. Beide wurden erstmals auf der 3. Göttinger „International Conference on Transcranial Magnetic and Direct Current Stimulation“ im Oktober 2008 in Göttingen vorgestellt.

tACS erlaubt die externe Interferenz mit kortikalen Oszillationen, die vor allem in der sogenannten Bindungshypothese bei der temporären Verknüpfung kortikaler Areale eine Rolle spielen. Hochfrequente tRNS erzeugt erregende kortikale Nacheffekte, im Vergleich zur anodalen tDCS jedoch unabhängig von der Stromflussrichtung.

Klinische Anwendungen dieser Techniken waren ein wichtiges Thema dieser Tagung, an der alle fünf Jahre die weltweit aktivsten Forscher auf diesem Gebiet teilnehmen. Mit etwa 90 Vorträgen und 250 Posterbeiträgen für 600 Teilnehmer aus 39 Ländern wurde das Spektrum dieses Themengebietes abgedeckt (http://www.tms08.uni-goettingen.de/). Der Kongress wurde unter anderem gefördert von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG), dem Land Niedersachsen, dem Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), der Deutschen Gesellschaft für klinische Neurophysiologie (DGKN) und der Movement Disorder Society (MDS).

Die klinische Anwendung transkranieller Stimulation fokussierte ursprünglich auf die Behandlung depressiver Patienten, wozu ein aktueller Überblick gegeben wurde (Padberg, München). Nachdem zahlreiche Pilotstudien zunächst widersprüchliche Ergebnisse zur TMS erbracht hatten, ergab die bisher größte multizentrische Studie an 301 Patienten, die nicht von einer medikamentösen antidepressiven Behandlung profitiert hatten, dass eine vierwöchige Stimulation mit 3 000 TMS Impulsen/Tag als antidepressive Monotherapie einer Plazebostimulation mit etwa doppelt so hohen Remissionsraten im Vergleich zur Plazebostimulationsgruppe überlegen war. Dies führte im Oktober zur Zulassung der TMS in den USA durch die „U.S. Food and Drug Administration“ (FDA) für die Behandlung von Patienten mit Depressionen, die nicht primär auf Medikamente ansprechen. Eine von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderte Multicenterstudie zu einer etwas anderen Anwendung, nämlich der primären Kombination von TMS und Antidepressiva, ergab hingegen keinen signifikanten Unterschied zu einer Plazebostimulation. Kritisch wird derzeit noch die klinische Relevanz der erzielten Therapieeffekte diskutiert, wobei Vergleichsuntersuchungen mit etablierten Behandlungsformen (zum Beispiel Antidepressiva, Lithium, Psychotherapie) weitgehend fehlen. Lediglich zum Vergleich mit der Elektrokonvulsionstherapie (EKT) liegen bereits mehrere Studien vor, die teils eine stärkere Wirksamkeit der EKT teils keinen Wirksamkeitsunterschied ergaben. Derzeit laufen weitere Multicenterstudien zur TMS bei Depressionen, die eine Beurteilung des Stellenwertes der TMS in der Stufentherapie depressiver Erkrankungen ermöglichen sollen. Insgesamt zeichnet sich die TMS durch eine gute Verträglichkeit aus und wird bereits jetzt bei einzelnen Patienten, die unzureichend auf Medikamente ansprechen, Medikamente schlecht vertragen oder eine für die medikamentöse Behandlung problematische Komorbidität zeigen, als antidepressive Behandlungsform erwogen.

Eine andere Form der Anwendung der TMS bei Depressionen ist die sogenannte Magnetkonvulsionstherapie (MKT), bei der eine besonders hochfrequente und hochintense TMS genutzt wird, um – ähnlich wie bei der EKT – einen antidepressiv wirksamen, generalisierten Anfall zu induzieren. Zur MKT liegen erste kleinere Pilotstudien vor, größere kontrollierte Studien fehlen noch. Ähnlich ist die Datenlage für die tDCS bei Depressionen, wobei in Göttingen vorläufige Ergebnisse aus mehreren laufenden Studien vorgestellt wurden. Intensiv diskutiert wurden weitere Optimierungsoptionen, sowohl hinsichtlich Reizort, Intensität, Frequenz, Stimulationsintervallen, Impulsform, Stromflussrichtung (Sommer, Göttingen) und gruppierter Stimulation (sogenannte Theta-Burst-Technik), deren besonderes Potenzial deutlich wurde.

Andere klinische Anwendungsmöglichkeiten neuro-plastizitätsinduzierender Stimulationsverfahren wurden in einzelnen placebokontrollierten Phase-II-Studien untersucht, so die Behandlung chronischer Schmerz-Patienten (Antal/Nitsche, Göttingen, BMBF-Kompetenznetz Kopfschmerz). Beim chronischen Schmerz vermögen sowohl rTMS wie auch tDCS nach etwa zweiwöchiger Stimulation ähnliche, wenngleich transiente Besserungen (circa 30 bis 60 % Besserung auf einer visuellen Analogskala) zu erzielen, wie sie von der invasiven Motorkortexstimulation bekannt sind. Letztere wird seit etwa 20 Jahren von der Neurochirurgie bei therapieresistenten Schmerzen eingesetzt. Neben vielen internationalen Vorträgen stellten Teilnehmer Untersuchungen zum Beispiel zum Einsatz bei Tinnitus (Langguth, Regensburg), Schlaganfall und motorischer Rehabilitation (Hummel, Hamburg), Schizophrenie (Falkai und Wobrock, Göttingen, Rekrutierung noch bis Juni 2009) und Epilepsie (Rosenow, Marburg) vor. Bezüglich der Therapie von (fokalen) Epilepsien mit rTMS und tDCS liegen uneinheitliche Ergebnisse vor, welche am ehesten dafür sprechen, dass die fokale Stimulation direkt über dem (neokortikalen) epileptogenen Areal zu einer meist innerhalb von wenigen Wochen vorübergehenden Reduktion der Anfallsfrequenz führen kann. Eine Sitzung widmete sich der tierexperimentellen Untermauerung. So konnte am Beispiel der Epilepsie die erfolgreiche tDCS Anwendung im Rattenmodell gezeigt werden (Liebetanz, Göttingen). Insgesamt handelt es sich bei den transkraniellen Stimulationsverfahren um nebenwirkungsarme Therapieverfahren. Bei der rTMS liegt das Hauptrisiko in sehr selten aufgetretenen epileptischen Anfällen, bei der tDCS sind einige wenige lokale reversible Exantheme durch unzureichende Elektrodenkontakte bekannt geworden. Die wesentlichen Fortschritte der nächsten Jahre werden von Stromflussmodellierungen (Abbildung 2 jpg ppt), vom kombinierten Einsatz der transkraniellen Stimulationsverfahren mit assoziierten Messverfahren wie Kernspinspektroskopie, Positronenemissionstomografie sowie der jetzt realisierten Möglichkeit erwartet, auch während der funktionellen Kernspintomografie aktivierte Hirnareale genauer zuordnen zu können.

Interessenkonflikt
Der Autor gibt geförderte Projekte mit transkranieller Magnet- und Stromstimulation durch DFG, BMBF, EU, Volkswagenstiftung, Rose Stiftung sowie diverse industrielle Beratertätigkeiten zur Weiterentwicklung entsprechender Stimulationsgeräte an.

Manuskriptdaten
eingereicht: 5. 11. 2008, revidierte Fassung angenommen: 22. 12. 2008

Anschrift für die Verfasser
Prof. Dr. med. Walter Paulus
Abteilung Klinische Neurophysiologie
Georg-August-Universität Göttingen
Robert-Koch-Straße 40, 37075 Göttingen
E-Mail: mkurze@med.uni-goettingen.de

International Conference on Transcranial Magnetic and Direct Current Stimulation

Dtsch Arztebl Int 2009; 106(9): 143–4
DOI: 10.3238/arztebl.2009.0143

The English version of this article is available online:
www.aerzteblatt-international.de

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