Tiefenhirn-Stimulation

Krankheiten, wie Epilepsie, Parkinson, andere Bewegungsstörungen oder Alzheimer finden im Gehirn statt. Bis zu einem gewissen Grade können Medikamente den Betroffenen Erleichterung bis hin zur Symptomfreiheit bringen, aber es gibt immer wieder Menschen, die auf diese Behandlung nicht ansprechen, oder bei denen die Nebenwirkungen der teilweise starken Medikation zu Problemen führen.

Bei der elektrischen Stimulation von Neuronen im Gehirn selbst versucht man, dies zu umgehen, um quasi direkt dort einzugreifen, wo auch die Ursache der Beschwerden liegt.
In der Entwicklung der Epilepsiebehandlung durch neuronale Stimulation sind die Elektroden gewissermaßen tiefer ins Gehirn gewandert. Seit über 20 Jahren wird bereits die Vagusnervstimulation angewandt. Damit wird das Gehirn indirekt beeinflusst, denn der Vagusnerv steuert die unbewusste Kontrolle von inneren Organen, aber bei epileptischen Anfällen hat man festgestellt, dass der Druck auf diesen Nerv, wo er am Hals verläuft, Anfälle stoppen kann. Das nutzt man bei der Vagusnervstimulation aus, indem eine Elektrode diese Nerven in regelmäßigen Abständen reizt. Warum das Verfahren hilft, ist noch nicht bekannt, aber seit Kurzem ist das Verfahren in den USA auch bei schweren Depressionen zugelassen und weitere Anwendungsmöglichkeiten werden erforscht, dazu gehören Angststörungen, Alzheimer, Migräne, Fibromyalgie und Tinnitus.

Eine Alternative war bisher, den Ort der Störung (man spricht hier vom Fokus) im Gehirn chirurgisch zu entfernen. Das ist aber nicht möglich, wenn dieser Fokus nicht klar identifiziert werden kann, außerdem besteht beim Entfernen von Teilen des Gehirns immer die Gefahr von motorischen oder kognitiven Störungen. Es ist also immer sehr genau abzuwägen, ob die erwarteten Vorteile die Risiken wert sind.
Auch die Hirnstimulation ist mit einem Eingriff in das Gehirn verbunden und jede Operation birgt Risiken für den Patienten. Der große Vorteil, wenn man eine Elektrode implantiert, ist aber, dass man diese im Zweifelsfall wieder abschalten kann, wenn sie nicht die gewünschte Wirkung erzieht.

Eine Möglichkeit ist es, das Gehirn mit elektrischen Feldern anzuregen, um herrschende Überaktivität während eines Anfalls zu dämpfen. Dabei wird das Gehirn epicortical gereizt (die Elektrode wird dazu im hinteren Bereich des Scheitels an Rand des Gehirns angebracht). Ein Problem kann es sein, wenn nur ein Teil des Fokus stimuliert wird, dann kann sich die Anfallsaktivität auf das übrige Gehirn ausbreiten und die gewünschte Unterdrückung des Anfalls bleibt aus. In Studien konnten aber auch bei der epicorticalen Stimulation gute Ergebnisse und Anfallsreduktion erreicht werden.

Noch einen Schritt weiter geht schließlich die Hippocampusstimulation (der Hippocampus liegt im Zentrum des Gehirns, etwa auf Höhe der Schläfenlappen) oder direkt in den Kerngebieten des Fokus. Hier kann die Elektrode gezielter den betroffenen Bereich beeinflussen, in dem die Neuronen mit verschieden Frequenzen gereizt werden. Das kann Neuronen blockieren oder dazu führen, dass sie der Stimulation in ihrer Aktivität folgen und so Anfall auslösende Signale nicht mehr weitergeben können.
2007 zeigten zwei Studien dazu, dass im beobachten Zeitraum von bis zu 36 Monaten einzelne Patienten völlig frei von Anfällen waren und sich bei mehr als 50% der anderen, die nicht auf Medikamente ansprachen, die Anfälle deutlich reduzierten.

Man geht immer mehr dazu über, die Reizung nicht periodisch und ständig erfolgen zu lassen, sondern Erregungsmuster der Neuronen zu analysieren, um die Stimulation nur zu nutzen, wenn sich tatsächlich ein Anfall ankündigt.
Im Fall der Parkinsonkrankheit liegt eine krankhaft veränderte Nervenaktivität vor, die in der Regel auf wenige Zentren im Gehirn beschränkt ist. Es kommt zu einer Überaktivität des Subthalamus (Teil des Thalamus, ein Teil des Zwischenhirns, das die Motorik beeinflusst), welcher die Bewegungskoordination hemmt.
Das macht die Krankheit zu einem Kandidaten für die Tiefenhirn-Stimulation, als Alternative zum Zerstören der krankhaft veränderten Region im Gehirn. Sie kommt in Frage, wenn die Krankheit weit fortgeschritten ist und Medikamente nicht mehr wirksam sind, allerdings nur bei Symptomen, die auch auf das Medikament Levodopa ansprechen. Im Idealfall wird durch die Hirnstimulation eine Wirkung erreicht, die dem Medikament entspricht, allerdings ohne die Schwankungen, die bei der Gabe von Levodopa auftreten.

Einen sehr neue Studie der Universität von Kalifornien beschäftigt sich mit den Auswirkungen von neuronaler Stimulation auf die Gedächtnisleistung. Die Studie ist noch sehr vorläufig, da nur eine kleine Gruppe von Patienten untersucht wurde. Aber bei allen sieben Patienten, die wegen ihrer Epilepsie mit Elektroden im Gehirn versorgt worden waren, zeigte sich eine Verbesserung des räumlichen Orientierungsvermögens. Das bestätigten Versuche an Tieren, die ähnliche Ergebnisse zeigten und bei denen darüber hinaus festgestellt wurde, dass die Anregung zum Wachstum von neuen Nervenzellen in den geschädigten Regionen führte (Nervenzellen teilen sich allerdings nicht, es muss sich deshalb wohl um körpereigene Stammzellen handeln, die eingewandert sind).
Stimuliert wurden in der Studie der Hypocampus, der auch für das Gedächtnis wichtig ist, und der enthorinale Cortex, der eine Zuleitung zum Hypocampus darstellt.

Man hofft nun aufgrund dieser Ergebnisse, dass die Tiefenhirn-Stimulation auch Patienten helfen könnte, bei denen Regionen des Gehirns durch Alzheimer geschädigt sind, indem die Gehirnleistung gesteigert wird und vielleicht sogar neue Neuronen und Verbindungen entstehen. Allerdings sollte man diese Hoffnungen nicht zu hoch schrauben, die Schäden im Gehirn durch Alzheimer sind sehr weitreichend und betreffen das ganze Gehirn. Und die Studie umfasste zu wenige Teilnehmer, um jetzt schon endgültige Schlüsse zu ziehen.

Die Tiefenhirn-Stimulation wird damit allerdings nicht nur für Patienten mit Demenz interessant, auch Menschen mit gut funktionierendem Gedächtnis könnten sich von den neuen Möglichkeiten angesprochen fühlen, um sich einen Vorteil zu verschaffen, aber das ist wieder eine anderer Geschichte.

Andere Forschungen zeigen, dass nicht in jedem Fall ein Implantat im Gehirn erforderlich ist, sondern dass auch elektromagnetische Felder, die von außerhalb (transcranial) wirken, das Gehirn beeinflussen. Einige Studien lassen vermuten, dass es auch hier positive Effekte bei der Therapie von chronischen Schmerzen, nach Schlaganfällen und erste Hinweise gibt, dass auch bei Tinnitus eine Verminderung der Symptome möglich ist.


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