Synchronisation erhöht Wirksamkeit der Transkraniellen Magnetstimulation (TMS)

Häufige Folgen eines Schlaganfalls sind Lähmungen und Wahrnehmungsstörungen, die den Alltag der Betroffen stark einschränken können. Um geschädigte Gehirnbereiche langanhaltend zu reaktivieren, entwickelt derzeit ein Team um Prof. Ulf Ziemann am Hertie-Institut für klinische Hirnforschung und dem Universitätsklinikum Tübingen ein neues Stimulationsgerät. Das Gerät wertet in Echtzeit und auf die Millisekunde genau Hirnsignale aus und stimuliert geschädigte Bereiche in Abhängigkeit davon.

Damit berücksichtigt es, dass die richtige Zeit und der richtige Ort für eine langanhaltende Wirkung einer Hirnstimulation entscheidend sind. Den Prototyp des Apparats haben die Mediziner bereits patentieren lassen. Nun wollen sie ihn für die breite Anwendung in der Therapie weiterentwickeln. Für das zweijährige Projekt hat die Forschergruppe knapp eine halbe Million Euro pro Jahr vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie eingeworben.

„Hinter dem Neurosync-Gerät steht die Erkenntnis, dass die Wirksamkeit der sogenannten Transkraniellen Magnetstimulation – kurz TMS – vom genauen Zeitpunkt der Reize abhängt“, erklärte Ziemann. Bei der TMS werden kleine Gehirnbereiche durch magnetische Impulse gezielt angeregt. Beschädigte Bereiche können sich dadurch regenerieren. „In früheren Studien haben wir herausgefunden, dass die Effekte stärker sind und länger anhalten, wenn die Reize mit den Schwankungen der Hirnaktivität synchronisiert sind.“

In der Therapie wird die TMS derzeit vor allem bei Schlaganfall, Tinnitus und Depressionen eingesetzt. Als reguläre Behandlungsmethode hat sie sich jedoch noch nicht durchsetzen können. Die Mediziner hoffen, dass sich das langfristig mit ihrer methodischen Weiterentwicklung ändern wird.

Für die zeitliche Synchronisation vereint der Apparat eine TMS-Spule mit einem EEG-Gerät, das die Hirnströme misst. Ein Programm wertet die Daten in Echtzeit aus und bestimmt den optimalen Zeitpunkt zum Auslösen des nächsten Magnetreizes. „Bei unserem Prototyp verwenden wir aktuell noch separate EEG-Geräte mit den traditionellen Kappen“, erklärte Dr. Christoph Zrenner, der das Gerät führend mitentwickelt. „In dem zukünftigen Neurosync-Gerät sollen die EEG-Elektroden dann in der Spule integriert sein. Wir planen ebenfalls eine nutzerfreundliche Grafikoberfläche für das Analyse- und Steuerprogramm.“

Den Prototyp des Geräts nutzen die Wissenschaftler, um im Labor die Wirkweise des Stimulationsprotokolls an gesunden Probanden zu untersuchen und optimieren. Aktuell bereiten sie den klinischen Einsatz vor. „Wir gehen davon aus, dass wir mit den ersten Therapiestudien im nächsten Jahr beginnen können“, sagt Ziemann. Langfristig soll das Gerät für den therapeutischen Einsatz in Arztpraxen und Krankenhäusern geeignet sein. „Unser Ziel ist die Anwendung im Alltag deutlich zu erleichtern um letztendlich die zustandsabhängige – und wirksamere – TMS-Stimulation einem breiten Patientenkreis zugängig zu machen.“