Gedanken über NeuroStimulation

Warum ist die transkranielle Magnetstimulation (TMS) noch so unbekannt?

Sat, 20 Jul 2024 20:12:11 GMT

Die Gründe für die geringe Bekanntheit von rTMS in Deutschland sind vielfältig und komplex

1995 veröffentlichten Mediziner der Universität Bonn die weltweit erste klinische Studie zur repetitiven transkraniellen Magnetstimulation (rTMS) als Therapie (Kronnieger et al., 1995). Trotzdem ist rTMS in Deutschland noch relativ unbekannt. Die Gründe dafür sind vielfältig und komplex. Es wäre zu einfach, dies allein auf die Neuheit des Verfahrens und die Tatsache zurückzuführen, dass medizinische Innovationen Zeit benötigen, um sich in der Öffentlichkeit und in der Fachwelt zu etablieren.

Ein zentraler Faktor ist vielmehr die mangelnde Translation von Forschungsergebnissen in die Praxis. Die Ergebnisse vieler klinischer Studien zur rTMS finden wenig Anwendung in der Praxis und werden nur unzureichend an andere Akteure im Gesundheitswesen weitergegeben. In den Ausbildungscurricula von Ärzten und Fachärzten spielt rTMS als Therapieoption eine Nebenrolle. Einige Ärzte kommen im Rahmen ihrer Doktorarbeit mit der Neurostimulation in Berührung, was sich nicht immer in der praktischen Arbeit niederschlägt. Es bleibt den interessierten Ärzten selbst überlassen, sich in einem techniklastigen und fachfremden Bereich weiterzubilden. Was auch nicht einfach ist, weil die Angebote selten uns sehr allgemein sind.

In der Folge wird die Aufnahme der rTMS in medizinische Leitlinien erschwert, Krankenkassen bleiben skeptisch, und die meisten Fachärzte können Fragen zum Verfahren nur allgemein beantworten. Die wissenschaftliche Evidenz für die Wirksamkeit der TMS-Therapien bei vielen neurologischen und psychiatrischen Erkrankungen, die in vielen Fällen die Wirksamkeit anderer Therapien übertrifft, schafft es in Deutschland nicht, eine Kann-Empfehlung in den medizinischen Leitlinien zu erreichen. Dies hat zur Folge, dass die Kosten für eine TMS-Behandlung in Deutschland nicht von den gesetzlichen Krankenkassen übernommen werden, mit Ausnahme der Behandlung von Depressionen und Schizophrenie, die im Rahmen einer stationären Behandlung meist in Forschungskliniken erfolgt, obwohl sie ebenso effektiv und kostengünstiger ambulant durchgeführt werden kann.

Patienten haben auch die Möglichkeit, im Rahmen klinischer Studien eine TMS-Behandlung zu erhalten. Ausgeschlossen werden jedoch Personen, die nicht den Studienkriterien entsprechen, insbesondere wenn Begleiterkrankungen vorliegen. Die ausgewählten Patienten werden dann nach dem Zufallsprinzip einer der Studiengruppen zugeteilt. In der Regel erhält nur eine Gruppe die wirksame Therapie. Bei vielen klinischen Studien geht es darum, einen möglichen Effekt zu erkennen und diesen statistisch zu erfassen, nicht aber darum, Patienten vollständig zu behandeln.

Schließlich werden die Kosten für diese Technologie eher steigen als sinken. Universitätskliniken und Forschungsinstitute sind die wichtigsten Kunden der Hersteller von TMS-Geräten. Diese Hersteller integrieren ständig neue Anforderungen aus der Forschung, auch wenn diese technischen Neuerungen für die klinische Arbeit nicht immer notwendig sind. Dadurch sind die TMS-Therapien über die Jahre nicht kostengünstiger und damit auch nicht erschwinglicher geworden.

Im Falle der transkraniellen Pulsstimulation mit fokussierten Stoßwellen (TPS) haben die Gerätehersteller erkannt, dass der Bekanntheitsgrad des Verfahrens durch eine direkte Ansprache potenzieller Patienten über die Medien gesteigert werden kann, sodass TPS zur Behandlung von Alzheimer- und Parkinson-Patienten trotz weniger klinischer Studien stark an Bedeutung gewonnen hat, obwohl TMS aufgrund der Evidenzlage die Therapie der ersten Wahl zur Hirnstimulation bei diesen Erkrankungen sein sollte.

Sechs Missverständnisse über die transkraniellen Pulsstimulation (TPS)

Wed, 19 Jun 2024 00:15:51 GMT

Diese Aufklärung soll Menschen helfen, TPS besser zu verstehen und ihre Möglichkeiten und Grenzen zu erkennen

Die transkranielle Impulsstimulation (TPS) –eines der neuesten therapeutischen Verfahren zur Hirnstimulation– steht häufig im Mittelpunkt öffentlicher und fachlicher Diskussionen. Ungeachtet der Tatsache, dass TPS vielversprechende Ergebnisse bei der Behandlung von neurodegenerativen Erkrankungen und Erschöpfungszuständen zeigt, gibt es einige Missverständnisse über ihre Funktionsweise, Wirksamkeit und Anwendung.

Vor diesem Hintergrund möchten wir Klarheit schaffen und auf die häufigsten Missverständnisse über die TPS einzugehen, die sowohl in der Öffentlichkeit als auch in der wissenschaftlichen Gemeinschaft kursieren. Diese Aufklärung soll Patienten, Ärzten und Forschern helfen, diese Technologie besser zu verstehen und die Möglichkeiten und Grenzen dieses therapeutischen Verfahrens zu erkennen.

1. TPS ist eine "zugelassene Therapie"

Das TPS-System (Neurolith©) hat die CE-Kennzeichnung für die Behandlung der Alzheimer-Demenz erhalten. Diese Kennzeichnung bedeutet, dass das System vom Hersteller gründlich getestet wurde und alle EU-weiten Anforderungen an Sicherheit, Gesundheit und Umweltschutz erfüllt. Die CE-Kennzeichnung ist jedoch keine Garantie für die Wirksamkeit einer Therapie. Diese muss in klinischen Studien nachgewiesen werden. Erste veröffentlichte Studien zeigen, dass TPS bei einer Reihe von Erkrankungen wie Alzheimer, Demenz, Parkinson, Autismus-Spektrum-Störungen und Depressionen eine positive Wirkung hat. Diese Studien sind jedoch relativ klein und kontrollieren nicht für Effekte wie Selbstselektion und Placebo, die die genannten Effekte positiv beeinflussen. Es ist jedoch eine Frage der Zeit, bis randomisierte und placebokontrollierte klinische Studien durchgeführt werden.

2. TPS wäre "die einzige Therapieoption"

Die transkranielle Pulsstimulation (TPS) wird in manchen Kreisen als weltweit einzige nichtmedikamentöse Therapieoption des zentralen Nervensystems zur Behandlung der leichten bis mittelschweren Alzheimer-Demenz dargestellt. Diese Information ist nicht zutreffend, da es zahlreiche qualitativ hochwertige klinische Studien gibt, die zeigen, dass transkranielle Magnetstimulation (TMS) sehr erfolgreich zur Behandlung der kognitiven Beeinträchtigung bei dieser Erkrankung eingesetzt werden kann. Warum die Ergebnisse dieser Studien nicht bekannt sind, können Sie hier nachlesen.

3. TPS wirke "gegen das Vergessen"

Die Darstellung von TPS in der Boulevardpresse und auf einigen Internetseiten als Therapie "gegen das Vergessen" ist medizinisch nicht korrekt. TPS wirkt nicht gezielt gegen das Vergessen. Gedächtnisverlust ist zwar eines der häufigsten und bekanntesten Symptome der Alzheimer-Demenz, aber nur eine von vielen kognitiven Beeinträchtigungen der Erkrankung. Erfahrungen aus verschiedenen Praxen, die TPS einsetzen, zeigen, dass TPS zwar wirksam ist, um den kognitiven Abbau bei Alzheimer-Patienten zu verlangsamen, die Effekte auf die begleitenden neuropsychiatrischen Symptome und die Aktivitäten des täglichen Lebens jedoch stärker zu sein scheinen. Die aktuelle Studie von Shinzato et al. (2024) bestätigt dies.

4. Wirkung von TPS könne man mit einfachen Tests messen

Die Wirksamkeit von TPS bei einer so komplexen Erkrankung wie der Alzheimer-Demenz kann nicht mit einfachen psychometrischen Tests wie dem MMST oder dem MoCA gemessen werden. Diese sogenannten Screening-Tests konzentrieren sich auf das Vorhandensein bestimmter neuropsychologischer Merkmale und dienen dazu, eine schnelle und vorläufige Einschätzung vorzunehmen und mögliche Probleme oder Risiken zu identifizieren. Für eine umfassende Beurteilung sind spezifische kognitive Tests, funktionsspezifische Tests oder ausführliche neuropsychologische Testbatterien wie CERAD oder ADAS-Cog erforderlich.

5. TPS verwende “akustische Wellen” bzw. “Schallwellen”

Mit diesen Aussagen wird versucht, die Funktionsweise der TPS zu "verharmlosen", da Patienten und Ärzte durch den Begriff "Stoßwellen" abgeschreckt werden könnten. Heutzutage weiß jeder, dass ein Laser sowohl als Waffe als auch für chirurgische Eingriffe oder zum Drucken verwendet werden kann. Eine andere Bezeichnung wird der TPS-Technologie nicht schaden, zumal sich der Hersteller als “The Schock Wave Company” versteht. Unseres Erachtens wäre es besser gewesen, die Therapie explizit als transkranielle fokussierte Stoßwellenstimulation zu vermarkten, da transkranielle Pulsstimulation zu unspezifisch ist.

Die vom TPS-System (Neurolith©) erzeugten Wellen gehören zu den mechanischen Wellen (im Gegensatz zu elektromagnetischen Wellen, Materialwellen usw.). Eine Untergruppe dieser Wellen sind die Druckwellen. Die deutschen Physiker und Ingenieure unterscheiden hier auch die Stoßwellen. Eine Druckwelle, Kompressionswelle, Dichtewelle oder Verdichtungswelle ist eine longitudinale Welle in einem Fluid oder Festkörper. Kurzzeitige Druckschwankungen in einem Medium breiten sich als Wellenfront aus. Eine Druckänderung geht mit einer Dichteänderung einher.

Stoßwellen werden durch plötzliche, starke Störungen in einem Medium erzeugt, sie zeigen einen extrem schnellen Druckanstieg und besitzen eine relativ hohe Energie.

Einige Autoren unterteilen Druckwellen in Schallwellen und Stoßwellen, andere sind der Meinung, dass Schallwellen generell Druckänderungen durch ein Medium übertragen und Stoßwellen daher auch Schallwellen sind. Die charakteristischen Eigenschaften von Schockwellen und damit von Stoßwellen - insbesondere der extrem schnelle Druckanstieg und die relativ hohe Energie - unterscheiden sich jedoch deutlich von den meisten im Alltag wahrnehmbaren Schallwellen, wie z. B. Musik oder Sprache, die sanftere Druckänderungen aufweisen. Daher ist es irreführend, Stoßwellen pauschal als Schallwellen oder akustische Wellen zu bezeichnen. Eine TPS-Therapie ist nicht vergleichbar mit dem Hören eines Vivaldi-Konzertes.

6. TPS wäre eine “Ultraschalltherapie”

Beim TPS wird die Energie in Form von einzelnen, diskreten Stößen abgegeben. Das bedeutet, dass das TPS-System eine schnelle Stoßwelle erzeugt, gefolgt von einer Pause, bevor die nächste Welle ausgesendet wird. Diese Art der Energieabgabe wird als pulsierend bezeichnet. Obwohl die Wiederholrate der vom TPS-System erzeugten Stoßwellen unter 6 Hz liegt, reicht die Bandbreite (Frequenzbereich) jeder einzelnen Welle laut Hersteller von 1 kHz bis 10 MHz. Mit einem Druck von 10 MPa bis 100 MPa gehören sie eindeutig zu den höheren Druckwellen.

Diese Eigenschaften unterscheiden Stoßwellen deutlich von Ultraschallwellen. Bei Ultraschall sind die Druckamplituden relativ klein und haben eine schmale Bandbreite. Vor diesem Hintergrund ist es unverständlich, dass in einigen Publikationen und Internetseiten behauptet wird, die transkranielle Pulsstimulation würde mit Ultraschallwellen durchgeführt oder es handele sich um eine Ultraschall-Therapie. Auch hier kann der einzige Grund sein, dass mit diesen Aussagen versucht wird, die Funktionsweise der TPS zu "verharmlosen", da Patienten und Ärzte durch den Begriff "Stoßwellen" abgeschreckt werden könnten.

Neuroplastizität, Neuromodulation und Neurostimulation

Wed, 22 May 2024 21:44:28 GMT

Plastizität beschreibt eine Fähigkeit des Nervensystems, dessen Modulation das Ziel ist und die Stimulation der Weg dahin

Patienten und ihre Angehörigen fragen häufig nach dem Zusammenhang zwischen den Begriffen Neuroplastizität, Neuromodulation und Neurostimulation. In diesem Artikel klären wir die drei Grundbegriffe, um zu präzisen Definitionen zu gelangen. Die Neurostimulation zielt darauf ab, durch die gezielte Anwendung von Reizen auf das Nervensystem spezifische neurologische Funktionen und Prozesse kontrolliert zu beeinflussen, d.h. zu modulieren. Sie nutzt dazu die inhärente Plastizität der Neuronen und ihrer Netzwerke, also deren Fähigkeit, ihre Struktur und Funktion in Abhängigkeit von ihrer Nutzung zu verändern. Aus dieser kurzen Darstellung wird bereits deutlich, dass Neuromodulation und Neurostimulation nicht miteinander verwechselt werden dürfen, wie es im medizinischen Kontext manchmal geschieht.

Plastizität – Fähigkeit zur dauerhaften Veränderung

Einige Werkstoffe besitzen die Fähigkeit, ihre geometrische Form unter dem Einfluss äußerer Kräfte zu verändern. Ist diese Veränderung dauerhaft, spricht man von Plastizität , ist sie vorübergehend, von Elastizität. Diese Fähigkeit zur anhaltenden Veränderung wurde auch in anderen Zusammenhängen aufgegriffen, zum Beispiel in den Neurowissenschaften. Hier bezeichnet Neuroplastizität die Fähigkeit von Neuronen, ihre Struktur und Funktion in Abhängigkeit von ihrer Aktivität zu verändern. Je nachdem, auf welcher Ebene diese Fähigkeit untersucht wird, spricht man in den Neurowissenschaften von verschiedenen Arten der Plastizität.

Zum Beispiel, auf neuronaler Ebene, beschreibt synaptische Plastizität die Fähigkeit, die Stärke der synaptischen Übertragung zwischen Neuronen in Abhängigkeit von der Aktivität zu verändern. Diese Änderungen können sowohl durch morphologische als auch durch physiologische Veränderungen der Synapse hervorgerufen werden. Je nach Dauer der synaptischen Veränderungen wird zwischen Kurzzeit- und Langzeitplastizität unterschieden. Die Verstärkung der synaptischen Übertragung durch synaptische Plastizität wird als Potenzierung bezeichnet, die Abschwächung als Depression (nicht zu verwechseln mit dem Krankheitsbild der Depression). Je nach Dauer spricht man von Langzeitpotenzierung (LTP), Kurzzeitpotenzierung (STP), Langzeitdepression (LTD) und Kurzzeitdepression (STD).

Auf der Ebene der neuronalen Netzwerke beschreibt die kortikale Plastizität die Fähigkeit neuronaler Netzwerke, ihre Größe, Konnektivität oder Aktivierungsmuster in Abhängigkeit von ihrer Nutzung zu verändern. Der Begriff wird häufig verwendet, um die Plastizität des Gehirns zu beschreiben, obwohl auch Regionen außerhalb des Kortex beteiligt sind. Die Prinzipien der kortikalen Plastizität sind keineswegs auf die Großhirnrinde (Kortex) beschränkt. Eine Folge der kortikalen Plastizität ist, dass im Falle von z. B. Verletzungen oder beim Erwerb neuer Fähigkeiten bestimmte Hirnfunktionen im Gehirn von einer Stelle zu einer anderen “wandern” können. Die kortikale Plastizität ermöglicht es dem Gehirn, "Karten" von sensorischen und motorischen Informationen neu zu organisieren.

Modulation – Absichtliche, gezielte und kontrollierte Beeinflussung zur Ergebnissteuerung

Der Begriff Modulation beinhaltet immer die Vorstellung einer absichtlichen, gezielten und kontrollierten Beeinflussung zur Ergebnissteuerung. Ob in der Technik, der Musik, der Medizin oder der Sprache, das Wesen der Modulation ist die Beeinflussung eines Ausgangszustandes, um ein bestimmtes Ergebnis zu erzielen. Diese Art von Regulierung kann dazu dienen, Informationen effektiver zu übertragen, den künstlerischen Ausdruck zu bereichern, therapeutische Effekte zu erzielen oder die Wahrnehmung und Kommunikation zu verbessern. Es ist wichtig zu beachten, dass der Begriff Neuromodulation in den Neurowissenschaften und in der Medizin unterschiedliche Aspekte hervorhebt.

Neuromodulation in den Neurowissenschaften ist ein Prozess, bei dem ein bestimmtes Neuron eine oder mehrere chemische Verbindungen verwendet, um verschiedene Populationen von Neuronen zu regulieren. Beispiele für solche Verbindungen sind Dopamin, Serotonin, Acetylcholin und Histamin, die als Neuromodulatoren bekannt sind. Alle neuronalen Regulationsprozesse sind auf das Vorhandensein dieser Substanzen angewiesen. Neuromodulatoren werden vom Organismus selbst synthetisiert oder von außen in Form von Arzneimitteln oder Drogen zugeführt. Der Hauptwirkungsort von Neuromodulatoren ist in der Regel die Synapse, wo durch Zusammenwirken mit einem entsprechenden Neurotransmitter die Umwandlung von elektrischer Energie in Form eines Aktionspotenzials in chemische Energie erfolgt.

Neuromodulation in der Medizin ist ein Prozess zur Veränderung der Nervenaktivität durch die Anwendung eines Reizes oder die Verabreichung eines Wirkstoffs an einer bestimmten Stelle des Körpers, meist mit dem Ziel, die inhärente Plastizität der Neuronen und ihre Netzwerke zu beeinflussen. Sie wird zu therapeutischen Zwecken eingesetzt, um die Funktion eines neuronalen Netzes gegenüber seinem gestörten Zustand zu normalisieren, wie im Falle einer Depression, oder um eine Reaktion hervorzurufen, die vorher nicht vorhanden war, wie im Falle eines Implantats, das einem tauben Patienten das Gehör wiedergibt.

Stimulation – Einwirkung, die eine Reaktion in einem Prozess oder System auslöst, verstärkt oder abschwächt

Im weitesten Sinne ist Stimulation jede Form von Einwirkung, die eine spezifische Reaktion in einem Prozess oder System auslöst, verstärkt oder abschwächt, unabhängig davon, ob dieser Prozess oder dieses System biologischer, mechanischer, chemischer oder physikalischer Natur sind. Im Falle von Lebewesen kann diese Einwirkung oder Anregung je nach Kontext und Ziel auf verschiedene Weise erfolgen, z. B. durch physikalische Stimulation (Licht, Schall, Druck, Elektrizität oder Wärme), chemische Stimulation (Koffein, Antidepressiva, Kreatin), sensorische Stimulation (Musik hören, Bilder sehen, Düfte riechen), emotionale Stimulation (durch Kunst, Literatur, menschliche Interaktion, Naturerlebnisse).

Bei der Neurostimulation handelt es sich um eine Sammlung von Technologien, Verfahren und Therapien, die gezielt auf das Nervensystem einwirken, um die Modulation spezifischer neurologischer Funktionen und Prozesse zu erreichen. Diese umfassen die Anwendung von elektrischen, magnetischen und neuerdings auch mechanischen Reizen sowie die Einbringung von Wirkstoffen in den subduralen Raum oder direkt an Nervenfasern und zielen darauf ab, neuronale Aktivität entweder anzuregen oder zu hemmen, um eine Vielzahl von neurologischen, psychiatrischer und neuropsychiatrischen Erkrankungen zu behandeln. Die Wirksamkeit der Neurostimulation basiert auf empirischen Beobachtungen und klinischen Studien; jedoch sind die präzisen neurobiologischen Mechanismen der Neuromodulation bisher nicht vollständig entschlüsselt. Trotz dieser Wissenslücken hat die nachgewiesene klinische Wirksamkeit der Neurostimulation ihren Einsatz in der modernen Medizin erheblich erweitert.

Die Anwendungen der Neurostimulation umfassen vielfältige therapeutische Ansätze, die Menschenleben verbessern

Die zentrale Neurostimulation , z.B. durch tiefe Hirnstimulation und Rückenmarkstimulation, bietet wirksame Therapien für chronische Schmerzen und Bewegungsstörungen wie z.B. Morbus Parkinson. Wichtig sind auch Verfahren der kranialen Neurostimulation wie die Vagusnervstimulation und die transkranielle Magnetstimulation, die bei psychischen Erkrankungen wie Depressionen und Zwangsstörungen sowie zur Erholung nach einem Schlaganfall eingesetzt werden. Im Bereich der peripheren Neurostimulation werden Verfahren wie die transkutane elektrische Nervenstimulation zur Behandlung von Epilepsie und Kopfschmerzen eingesetzt. Weiterhin verbessern auditive und visuelle Neurostimulationen wie Cochlea- und Retina-Implantate sensorische Defizite, indem sie tauben oder schwerhörigen Patienten helfen, Geräusche und Sprache zu erkennen, und bei bestimmten Formen von Blindheit das Sehvermögen wiederherstellen. Funktionelle Therapien durch sakrale und pudendale Neurostimulation unterstützen zudem die Blasen- und Darmfunktion sowie die Atemregulation bei Patienten mit neurologischen Störungen, was beispielsweise bei Inkontinenz vielversprechende Ergebnisse zeigt.