Mit Oberflächen-Elektrostimulation gegen Zittern

Eine aktuelle Studie aus London/Großbritannien zeigt, dass eine nicht invasive Stimulation mit Oberflächenelektroden bei Patienten mit Essenziellem Tremor die Intensität des Händezitterns reduzieren kann.
Essenzieller Tremor lässt sich durch Tiefe Hirnstimulation wirksam behandeln. Aber können die feinen Elektroimpulse, über Klebeelektroden auf der Kopfhaut verabreicht, einen ähnlich positiven Effekt erzielen? Eine Studie liefert hierfür vielversprechende Hinweise.

Anpassung der Phasen essenziell

„Das Händezittern bei Essenziellem Tremor hat eine patientenindividuelle Frequenz und Amplitude. Mithilfe eines Beschleunigungssensors, eines sogenannten Accelerometers, messen wir diese Bewegungen am Mittelfinger des Probanden“, erklärt Dr. Sebastian Schreglmann von der Neurologischen Klinik und Poliklinik des Uniklinikums Würzburg (UKW). Der Erstautor der Arbeit, die am University College London und am Imperial College London erstellt wurde, arbeitet seit August 2020 als Facharzt an der Neurologischen Klinik und Poliklinik des Uniklinikums Würzburg (UKW). In Abhängigkeit von diesen Messungen wird das Gehirn dann mit minimalem Wechselstrom stimuliert. Dazu dienen Klebeelektroden, die auf der Kopfhaut über dem Kleinhirn und an der Stirn platziert werden.

In der Studie zeigte sich, dass bei der Mehrzahl der Patienten das Zittern während der randomisiert wiederholten, 30 Sekunden dauernden Stimulation zurückging oder gänzlich aufhörte. „Entscheidend für den Effekt ist die Phase der Stimulation. Wir konnten sehen, dass es – angepasst an die Schwingungsphase des Zitterns – pro Patient eine ideale Phase für die wirksamste Stimulation gibt“, berichtet Schreglmann.

Wegweisenden Algorithmus und Analyseverfahren entwickelt

Für die Steuerung der Stimulation in Echtzeit entwickelte Dr. Nir Grossman, Senior-Autor der Arbeit, eine neue mathematische Methode, um die kontinuierliche Anpassung an das variable Zittern zu ermöglichen. Der schlussendlich gefundene Algorithmus ist so elegant, dass für seine Anwendung nur eine vergleichsweise geringe Rechenleistung nötig ist. „Für die Vision eines nicht invasiven Hirnschrittmachers ist dies ein wesentlicher Punkt – dadurch könnte ein kleiner, zum Beispiel am Gürtel zu tragender Controller zur Steuerung ausreichen“, schildert Schreglmann.

Nach seinen Worten ist eine Anwendung dieses Algorithmus auch bei anderen Erkrankungen, die auf fehlgeleitete rhythmische Aktivität im Gehirn basieren, prinzipiell vorstellbar.

Dr. Robert Peach, der Mathematiker, der die komplexe statistische Signal-Auswertung mittels maschinellem Lernen entwickelte, ergänzt: „Durch die signalanalytischen Neuerungen konnten wir nicht nur anhand des gemessenen Zitterns vorhersagen, für wen eine solche Stimulation in Frage kommt, denn nicht alle Patienten sprachen auf die Behandlung an. Vielmehr konnten wir auch den zugrundeliegenden Mechanismus einer erfolgreichen Stimulation ergründen.”

Fortsetzung in Würzburg geplant

Insgesamt lieferte die Studie nach Einschätzung der beiden Neurowissenschaftler aussichtsreiche Pilotdaten, auf denen man weiterführende klinische Studien aufbauen könne. „Gemeinsam mit Prof. Jens Volkmann und seinem Team würden wir gerne in Würzburg an diese Arbeit anknüpfen. Es gibt schon recht konkrete Pläne, die nächsten Studien hier aufzulegen mit der Hoffnung, die Methode zu einer relevanten Therapie weiterzuentwickeln“, sagt Schreglmann.

Originalpublikation:
Schreglmann SR et al. Non-invasive suppression of essential tremor via phase-locked disruption of its temporal coherence. Nat Commun 2021;12:363.