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Hirnstimulation eröffnet Therapieoptionen bei Schlaganfall, Parkinson oder Depressionen

Montag, 9. November 2020

/dpa

Berlin – Die Hirnstimulation wird schon länger unter anderem für die Behandlung des Morbus Parkinson oder der Epilepsie eingesetzt. Doch es werden immer neue Anwen­dungsgebiete erforscht, etwa bei Schlaganfällen oder Depressionen.

Das Ziel dabei sei, die Stimulation des Gehirns immer präziser an die individuellen Be­dürfnisse der Patienten anzupassen, wie es heute bei einer Pressekonferenz im Vorfeld der 64. Wissenschaftlichen Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Klinische Neuro­physio­lo­gie und Funktionelle Bildgebung (DGKN) hieß.

Im Rahmen des diesjährigen virtuellen DGKN-Kongresses finden auch die 7. International Conference on Non-invasive Brain Stimulation und die 4. European Conference of Brain Stimulation in Psychiatry statt.

Ein wichtiges Ziel der aktuellen Forschung zur Gehirnstimulation ist, künftig den Aktivi­tätszustand des Gehirns bei der Stimulation berücksichtigen zu können. Kongress­präsi­dent Ulf Ziemann erklärte hierzu: „Bei der herkömmlichen transkraniellen Magnet­stimu­lation (TMS) wird das Gehirn nach einem festen Protokoll gereizt, völlig unabhängig von dem, was innerhalb des Gehirns gerade vor sich geht.“

Doch die gehirneigene Aktivität sei kontinuierlich raschen Schwankungen unterworfen und ändere sich in Bruchteilen von Sekunden, so der ärztlicher Direktor der Abteilung Neuro­logie mit Schwerpunkt neurovaskuläre Erkrankungen an der Klinik für Neurologie am Universitätsklinikum Tübingen. Studien hätten mittlerweile gezeigt, dass TMS beson­ders wirksam sei, wenn die Stimulation synchronisiert zur Gehirnaktivität erfolge.

Um dies zu ermöglichen, wird der Aktivitätszustand des Gehirns mittels Echtzeitanalyse aus elektroenzephalografischen Daten (EEG) beurteilt. Daran angeschlossen ist eine TMS-Spule, die mithilfe eines Algorithmus die Impulse auf die Millisekunde genau zum Ge­hirn­zustand synchronisiert aussendet.

EEG und TMS ermöglichen präzise Stimulation

Die Wissenschaftler gehen davon aus, dass sich durch diese Kopplung Verbindungen zwi­schen Hirnbereichen besonders effektiv verändern lassen. Mögliche Anwendungsgebiete sind Ziemann zufolge Hirnnetzwerkerkrankungen wie Schlaganfälle, Depressionen oder Alzheimer.

Weiterentwickelt werden soll die Technologie in dem vom Europäischen Forschungsrat mit zehn Millionen Euro geförderten Projekt ConnectToBrain. Über sechs Jahre wollen die Tübinger Forscher darin zusammen mit Kollegen aus Finnland und Italien einen „Helm“ entwickeln, der mittels TMS gezielt jeden Ort der Großhirnrinde des Menschen schmerz­frei und nicht-invasiv stimulieren kann.

In dem Helm sollen neben den EEG-Elektroden bis zu 50 Magnetspulen integriert sind. Die ersten Tests im ConnectToBrain-Projekt werden mit gesunden Versuchspersonen durchgeführt. In drei Jahren sollen dann Studien mit Schlaganfall- und später auch mit Alzheimer-Patienten folgen. Mit Abschluss des Projektes in sechs Jahren soll das EEG-TMS-Gerät so weit ausgereift sein, dass mit der kommerziellen Herstellung begonnen werden kann.

„Wir gehen davon aus, dass die Closed-Loop-Stimulation einen Paradigmenwechsel in der therapeutischen Hirnstimulation einläuten und eine breite therapeutische Anwendung in Kliniken und Praxen finden wird“, sagte Ziemann.

Bedarfsgerecht stimuliert, statt dauernd gereizt

Auch bei Bewegungsstörungen, dem klassischen Einsatzgebiet der Tiefen Hirnstimulation (THS), entwickelt sich die Stimulationstechnik weiter: Das Ziel sei, von einer chronischen Dauerstimulation hin zu einer adaptiven, bedarfsgerechten THS zu kommen, erklärte An­drea Kühn, Leiterin der Sektion Bewegungsstörungen und Neuromodulation der Berliner Charité.

Bewegungsstörungen treten nicht als kontinuierliches motorisches Defizit auf, sondern haben vor allem Schwankungen im Tagesverlauf. Bei Parkinsonpatienten äußert sich das durch motorische Fluktuation zum Beispiel nach Medikamenteneinnahme.

„Eine bedarfsgerechte Stimulation würde nur in Phasen schlechter Beweglichkeit einset­zen“, so Kühn. Auch Nebenwirkungen ließen sich dadurch potenziell lindern. Erste Unter­suchungen haben gezeigt, dass sich durch eine adaptive Stimulation zum Beispiel ver­waschene Sprache und Überbewegungen reduzieren lassen.

Damit die Stimulation zum Beispiel nur in Situationen schlechter Beweglichkeit aktiviert wird, ist es erforderlich, das neuronale Signal auszulesen – in diesem Fall eine synchro­ne, oszillatorische Aktivität im Beta-Frequenzbereich um 20 Hertz. Dies sei bisher nur im Labor möglich gewesen.

Im nächsten Jahr wollen die Forscher mit einer klinischen Studie starten, in deren Rah­men erstmals im häuslichen Alltag der Patienten eine adaptive Stimulation erprobt wer­den soll. Möglich macht dies eine technische Innovation: Der Stimulator, der in der Studie zum Einsatz kommen soll, kann langfristig neuronale Signale über die in den Basalgang­lien platzierten THS-Elektroden auslesen.

Antidepressiver Stimulator für den Heimgebrauch?

Den Weg in die häusliche Umgebung des Patienten nimmt die Hirnstimulation aber auch bei der Behandlung von Depressionen.

„Eine bei Depressionen beteiligte Region des Gehirns ist der dorsolaterale präfrontale Kortex, der vor allem mittels transkranieller Stimulationsverfahren wie der TMS oder Gleichstromstimulation (englisch: transcranial Direct Current Stimulation – tDCS) direkt erreicht werden kann“, berichtete Frank Padberg, Leiter der Sektion für Psychosomatische Medizin und Psychotherapie an der Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie der Ludwig-Maximilians-Universität München.

Rund ein Drittel der Depressionspatienten spreche nicht auf die traditionelle Therapie mit Antidepressiva und Psychotherapie an, so Padberg. Bei der TMS und und der tDCS handele es sich um nebenwirkungsarme Behandlungsverfahren, die einfach in der Be­handlungspraxis – im Fall der tDCS sogar zu Hause – eingesetzt werden könnten.

Die rTMS ist mittlerweile in vielen Ländern zur Behandlung von Depressionen zugelassen und auch in Deutschland eine Therapieoption. Die tDCS wird gerade noch intensiv bezüg­lich ihrer Wirksamkeit untersucht, unter anderem im Rahmen eines vom Bundesminis­teri­um für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Verbundprojektes.

In der bislang größten Studie zur tDCS, die 2017 im New England Journal of Medicine publiziert wurde, konnten Andre Brunoni und Mitarbeiter zeigen, dass eine tDCS über zehn Wochen zwar nicht ganz so wirksam wie eine Behandlung mit einem antidepressi­ven Medikament war, aber eine deutlich höhere Wirksamkeit als eine Placebobehandlung zeigte.

„Die einfache Anwendung im klinischen Alltag ermöglicht die Entwicklung der Stimula­ti­onsverfahren zu einer neben Medikamenten und Psychotherapie stehenden „dritten Säu­le“ in der Depressionstherapie“, so Padbergs Fazit. © nec/aerzteblatt.de

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