Die Parkinson-Krankheit, eine fortschreitende neurodegenerative Erkrankung, die durch den Verlust dopaminproduzierender Nervenzellen gekennzeichnet ist, beeinträchtigt die motorischen Fähigkeiten der Betroffenen erheblich. Der resultierende Dopaminmangel führt zu einer verminderten Aktivität der Großhirnrinde, was die charakteristischen Bewegungsstörungen verursacht. Um diese Symptome zu lindern und die Lebensqualität der Patienten zu verbessern, werden verschiedene Behandlungsansätze verfolgt. Ein vielversprechender Ansatz ist die Anwendung externer Stimuli, die in Kombination mit anderen Therapieformen eingesetzt werden können.
Tiefe Hirnstimulation (THS) als etablierte Behandlungsmethode
Die Tiefe Hirnstimulation (THS) ist ein neurochirurgisches Verfahren, bei dem feine Elektroden durch eine kleine Öffnung im Schädel in bestimmte Bereiche des Gehirns implantiert werden. Diese Elektroden sind mit einem Impulsgeber (Stimulator) verbunden, der unter der Haut platziert wird und elektrische Impulse an das Gehirn sendet. Die Stimulation dient vor allem zur Behandlung von Bewegungsstörungen. Die THS hat sich als wirksame Methode zur Linderung von Bewegungsstörungen und zur Verbesserung der Lebensqualität von Parkinson-Patienten erwiesen. Weltweit werden bereits über 100.000 Menschen mit einer Tiefen Hirnstimulation behandelt, etwa zwei Drittel von ihnen aufgrund der Parkinson-Krankheit. In Deutschland sind es rund 6.000 Patienten.
Bei der Tiefen Hirnstimulation wird eine Elektrode über ein kleines Loch im Schädelknochen in das Gehirn eingeführt und im Zielgebiet fest verankert. Ein Impulsgeber, der die Größe eines Herzschrittmachers hat, wird unterhalb des Schlüsselbeins unter der Haut implantiert. Der Impulsgeber gibt elektrische Reize an das Zielgebiet ab, welche die Aktivität der Nervenzellen wenige Millimeter im Umkreis des gewählten Kontaktes der Hirnelektrode reguliert. Im Weiteren werden auch nachgeschaltete Hirnareale moduliert. Dadurch kann die krankhaft veränderte Nervenzellaktivität, die den gestörten Bewegungsabläufen bei der Parkinson-Krankheit zugrunde liegt, gezielt abgeschwächt werden. Die Wirkung und Einstellung des Schrittmachers kann durch Veränderung der Stimulationsparameter mithilfe eines separaten Steuergerätes von außen jederzeit durch den Arzt angepasst werden, ohne dass dafür eine neue Operation erfolgen muss.
Wirkungsweise der THS
Wie die Tiefe Hirnstimulation genau wirkt, vermag die Medizin bis heute nicht sicher zu sagen. Neue Erkenntnisse zu den Grundlagen der Parkinson-Krankheit und zur Funktionsweise der Tiefen Hirnstimulation sind aber wertvoll, um die Therapie fortlaufend weiter zu entwickeln. Zielpunkt ist der Nucleus subthalamicus. Im Übergangsgebiet zwischen Mittel- und Zwischenhirn, liegt das erbsengroße Areal des Nucleus subthalamicus. Der Kern (Nucleus) ist Teil der Basalganglienschleife und beeinflusst unter anderem Willkürbewegungen. Stand heute weiß man, dass der Nucleus subthalamicus bei Dopaminmangel überaktiv wird und dadurch Motorik hemmt. Wird er mittels Tiefer Hirnstimulation stimuliert, lässt die Bewegungsblockade und das Zittern der Parkinsonpatienten nach.
Vorteile und Risiken der THS
Der Hauptvorteil der THS gegenüber Verfahren, in denen Hirngewebe zerstört oder entfernt wird, liegt in der Möglichkeit, die Stimulation abhängig von der erzielten Wirkung anzupassen. Dabei ist die THS eine Behandlungsmethode, die wieder rückgängig gemacht werden kann, ohne Gewebe in großem Umfang zu zerstören oder zu entfernen. Die THS-Therapie erweitert die Kontrolle der motorischen Parkinson-Symptome, die Ihnen Ihre Medikamente bereits bietet. Zudem kann die THS-Therapie die Lebensqualität um etwa 13-26 % im Vergleich zum Zustand vor der THS-Therapie verbessern. Die im Rahmen der THS-Therapie erfolgende elektrische Stimulation kann bei einem Fortschreiten der Parkinson-Krankheit angepasst werden. Die THS-Therapie kann gestoppt werden, sodass Ihnen auch zukünftige alternative Behandlungsmöglichkeiten offenstehen. Die THS-Therapie wirkt rund um die Uhr und erfordert nur minimale Wartungs- oder sonstige Maßnahmen.
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Wie bei jedem chirurgischen Eingriff birgt auch die THS gewisse Risiken. Zu den möglichen Komplikationen gehören Infektionen, Blutungen und Schäden an umliegenden Hirnstrukturen. Elektrodenbezogene Risiken umfassen die Verschiebung oder Fehlpositionierung der Elektroden. Therapiebezogene Risiken können Kopfschmerzen, Übelkeit und Schwindel umfassen. Anästhesierisiken sind relativ selten, können aber bei etwa 1-2% der Patienten auftreten und je nach Art der Anästhesie und dem Gesundheitszustand des Patienten variieren.
Neuartige Elektroden für eine präzisere THS
Die Klinik für Neurochirurgie der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) hat zwei neuartige Elektroden erfolgreich in das Gehirn eines Parkinson-Patienten für die tiefe Hirnstimulation implantiert. Die 16-Kontakt-Elektroden lassen sich gegenüber den herkömmlichen 8-Kontakt-Elektroden gezielter steuern und versprechen somit eine präzisere Therapie, um Symptome effektiv zu lindern und gleichzeitig unerwünschter Nebenwirkungen zu minimieren. Aufgrund der Anordnung und der höheren Anzahl der Kontakte kann das elektrische Feld in seiner Ausrichtung präziser gelenkt werden. „Dadurch wird der Stimulationsbereich besser abgedeckt und bietet mehr Flexibilität bei der gezielten Steuerung des elektrischen Stroms, um den Zellkern optimal ‚zu reizen’. Dadurch können wir unsere Patient*innen jetzt noch individueller behandeln und fortgeschrittene Bewegungsstörungen wie beispielsweise das Zittern oder Muskelsteifheit effektiv reduzieren“, sagt Priv.-Doz. Dr. Flüh.
Alternative und ergänzende Behandlungsansätze
Neben der etablierten THS werden auch andere Formen externer Stimuli in der Parkinson-Behandlung eingesetzt oder erforscht. Diese umfassen unter anderem:
Ultraschallbasierte Tiefe Hirnstimulation
Das Ziel des Verbundes REMOPD ist Teil des transnationalen EU-Programms zur Erforschung neurodegenerativer Erkrankungen (EU Joint Programme - Neurodegenerative Disease Research, JPND). Das Ziel des Teilvorhabens des Fraunhofer IBMT ist die Entwicklung eines Ultraschallsystems für die hybride Neurostimulation. Dies umfasst neben dem eigentlichen Schallwandler, der den Ultraschall an die definierte Region des Interesses appliziert, auch die entsprechende Elektronik um den Wandler zu treiben. Darüber hinaus muss auch eine Software entwickelt werden, um den applizierten Schall räumlich und zeitlich zu parametrisieren. Nach der Entwicklungsphase soll das System einer internen und externen Testung unterzogen werden. Das Ziel ist somit nach 24 Monaten ein geprüftes System zur Verfügung zu haben, mit dem die Projektpartner präklinische sowie erste explorative klinische Untersuchungen zur hybriden Neurostimulation durchführen können.
Transkranielle Pulsstimulation (TPS)
Die Transkranielle Pulsstimulation (TPS) ist in den letzten Jahren zu einer der spannendsten Entwicklungen im Bereich der nicht-invasiven Hirnstimulation (NIBS) geworden. Die TPS arbeitet mit Stoßwellenimpulsen, die gezielt durch den Schädelknochen in tiefer gelegene Hirnareale geleitet werden. Wojtecki betont in seiner Veröffentlichung, dass die TPS als Stoßwellen-Therapie auf dem Prinzip der Mechanotransduktion beruht - also auf der Umwandlung mechanischer Reize in biologische Prozesse. Diese Reize regen die Bildung von neurotrophen Faktoren wie BDNF oder VEGF an, fördern die Durchblutung und stärken die Netzwerke des Gehirns. Laut Prof. Wojtecki zeigen die bislang publizierten Studien, dass Transkranielle Pulsstimulation (TPS) bei Alzheimer-Patienten moderate bis starke Effekte auf Kognition und Stimmung bewirken kann - mit Effektstärken (Cohen’s d) von 0,5 bis 1,4. Auch für Patienten mit Parkinson eröffnet die Transkranielle Pulsstimulation (TPS) neue Perspektiven. Zwar ist die Studienlage hier noch dünner, erste Pilotdaten zeigen aber Verbesserungen bei Tremor, Kognition, Stimmung und Ganginitiierung.
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Motorisches Lernen mit externen Stimuli
Neben der medikamentösen Therapie gilt die Bewegungstherapie als „potentiell förderliche“ Methode zur Parkinsonbehandlung. Patienten profitieren ebenso wie gleichaltrige Gesunde von kurzen Übungseinheiten, nicht aber von langen Übungseinheiten. Training mit externen Stimuli verbessert den Gang und das Gleichgewicht, weist anhaltende Effekte auf und ist dem Training ohne Stimuli überlegen. Positive Effekte auf die Symptomatik des IPS infolge von Training mit externen Stimuli werden der Nutzung unbeeinträchtiger Areale zugeschrieben. Da beim motorischen Lernen initialer Stadien ebenso weitestgehend unbeeinträchtigte Areale angesprochen werden, könnte motorisches Neulernen eine effektive Therapiemethode sein.
In einer Untersuchung der Universität Stuttgart wurde die Hypothese, dass eine Therapie mit hohem motorischen Lernanteil die beeinträchtigte Motorik von IPS Betroffenen in höherem Maße beeinflussen kann als eine Therapie mit ständig wiederkehrenden Inhalten, mit 24 IPS Patienten (65 ±10 Jahre, Hoehn&Yahr Stadium 2-2,5) überprüft. Bezüglich des Gangs und der statischen und dynamischen Standstabilität konnte durch die Therapie II (motorische Lerntherapie) ein höherer Effekte erzielt werden als durch Therapie I (immer wiederkehrende Inhalte in der Therapie). Therapie I wies bezüglich der Feinmotorik höhere Effekte auf. Unterschiede zwischen den Therapiestrategien fielen sehr gering aus.
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