Einführung
Die kognitiven Neurowissenschaften untersuchen die neuronalen Grundlagen kognitiver Prozesse. Ein wichtiger Akteur in diesem Feld ist der Vagusnerv, der eine zentrale Rolle in der Kommunikation zwischen Gehirn und Körper spielt. Die Vagusnerv-Forschung hat in den letzten Jahren erheblich an Bedeutung gewonnen, da neue Erkenntnisse über seine vielfältigen Funktionen und therapeutischen Anwendungsmöglichkeiten ans Licht gekommen sind.
Die Rolle des Vagusnervs im Nervensystem
Das Nervensystem dient dazu, Sinnesreize aufzunehmen, zu verarbeiten und Reaktionen auszulösen, wie beispielsweise Muskelbewegungen oder Schmerzempfindungen. Der Vagusnerv, auch bekannt als zehnter Hirnnerv, ist ein wesentlicher Bestandteil dieses Systems. Er verbindet wichtige Organsysteme mit dem Gehirn und ermöglicht so die Weiterleitung von körpereigenen Signalen.
Vagusnerv und die Steuerung des Verhaltens
Der Vagusnerv ist an der Steuerung vieler Aspekte des menschlichen Verhaltens beteiligt. Er unterstützt die gezielte Nahrungssuche, indem er das Belohnungssystem für Essensreize schärft, wenn der Magen leer ist. Studien haben gezeigt, dass der Vagusnerv die Verdauung über das Gehirn regulieren kann. Dieser Mechanismus ist für therapeutische Anwendungen relevant, da der Vagusnerv nicht-invasiv stimuliert werden kann.
Aktuelle Forschungsergebnisse zur Vagusnervstimulation
Ein Forschungsteam der Universitätsklinika Tübingen und Bonn hat gezeigt, dass eine nicht-invasive Stimulation des Vagusnervs am Ohr die Kommunikation zwischen Magen und Gehirn innerhalb von Minuten verstärken kann. In einer Studie wurden 31 Teilnehmer untersucht, bei denen die Stimulation des Vagusnervs am Ohr mit einer zeitgleichen Aufzeichnung der Gehirnaktivierung mittels funktioneller Magnetresonanztomographie (MRT) und einem Elektrogastrogramm (EGG) kombiniert wurde.
Ergebnisse der Studie im Überblick
Die Forscher stellten fest, dass die Vagusnerv-Stimulation die Kopplung mit Signalen des Magens im Hirnstamm und im Mittelhirn erhöht. Diese Regionen sind wichtig, da sie die ersten Ziele des Vagusnervs im Gehirn sind und über das Mittelhirn bereits Effekte vermittelt sein könnten, die unsere Handlungen beeinflussen. Darüber hinaus entdeckten die Wissenschaftler, dass die Kopplung mit dem Magen im gesamten Gehirn zunahm, insbesondere in Regionen, die bereits vor der Stimulation stärker mit dem Magen kommunizieren.
Lesen Sie auch: Demenz behandeln mit kognitiver Stimulation
Auswirkungen auf Therapieoptionen
Diese Erkenntnisse können neue Therapieoptionen ermöglichen. Die Forschungsgruppe arbeitet derzeit an einer möglichen Anwendung bei Depressionen, wo Veränderungen in der Kommunikation zwischen dem Körper und dem Gehirn bereits als ein wesentlicher Faktor betrachtet werden. Auch bei Adipositas und Essstörungen könnte die Stimulation des Vagusnervs in Zukunft betroffenen Personen helfen, die Wahrnehmung der Körpersignale wiederherzustellen.
Vagusnervstimulation (VNS): Eine Form der Neuromodulation
Die Vagusnervstimulation (VNS) ist eine Form der Neuromodulation, bei der der Vagusnerv elektrisch stimuliert wird. Die VNS hat sich als vielversprechende therapeutische Option für eine Reihe von Erkrankungen und Störungen erwiesen.
Anwendungsbereiche der VNS
- Epilepsie: Die Vagus-Stimulation kann Anfälle reduzieren und die Lebensqualität der Patienten verbessern.
- Depressionen: Bei therapieresistenten Depressionen kann diese Methode helfen, Symptome zu lindern.
- Chronische Schmerzen: Die Stimulation des Vagusnervs kann dazu beitragen, Schmerzempfindungen zu modulieren.
- Entzündliche Erkrankungen: Einige Studien zeigen, dass die Vagus-Stimulation entzündungshemmende Effekte haben kann.
- Long COVID: Die VNS wird auch bei der Behandlung von Long COVID untersucht.
Invasive und nicht-invasive VNS
Es gibt zwei Arten der VNS:
- Invasive VNS: Hierbei wird ein Gerät unterhalb des Schlüsselbeins implantiert, das über einen isolierten Draht gezielte Impulse an den linken Vagusnerv im Halsbereich sendet.
- Nicht-invasive VNS (taVNS): Hierbei werden über die Ohrmuschel milde elektrische Impulse gesetzt.
Zielsetzung der VNS
Das zentrale Ziel der VNS besteht darin, das autonome Nervensystem zu modulieren - mit besonderem Fokus auf die parasympathische Aktivierung. Über die elektrische Stimulation werden Signale erzeugt, die tiefgreifende regulatorische Prozesse anstoßen:
- Reduktion sympathischer Übererregung
- Stabilisierung der Herzfrequenzvariabilität (HRV)
- Förderung entzündungshemmender Prozesse
- Dämpfung zentraler Schmerzverarbeitung
- Verbesserung von Gedächtnis, Aufmerksamkeit und exekutiven Funktionen
VNS bei postinfektiöser Systemdysregulation
Die Vagusnervstimulation zeigt besonderes Potenzial bei postinfektiösen, postimmunologischen und neuroinflammatorischen Krankheitsbildern wie dem Post-Vac-Syndrom, dem Myalgischen Enzephalomyelitis/Chronischen Fatigue-Syndrom (ME/CFS) sowie dem Long COVID-Spektrum. In dieser Symptomkonstellation zielt die VNS nicht auf Leistungssteigerung, sondern auf die Wiederherstellung regulatorischer Grundfähigkeiten.
Lesen Sie auch: Demenz: Kognitive Fähigkeiten verbessern
Zielsetzung der VNS bei postinfektiöser Systemdysregulation
Die VNS dient in diesem Kontext als niederschwelliger Zugang zur Reorganisation vegetativer Signale und wirkt in folgenden drei Kernbereichen:
- Sanfte parasympathische Inputs: Die tägliche Anwendung der taVNS erfolgt in ruhiger Umgebung, möglichst gekoppelt mit beruhigenden Routinen.
- Rhythmisierung körperlicher Aktivität: Bewegung wird in kleinste, planbare Einheiten unterteilt. Die VNS stabilisiert das System dabei vor und nach diesen Mikroeinheiten.
- Kognitive Entlastung durch Reizmanagement: Die VNS unterstützt die Fähigkeit, Reize nicht als Bedrohung zu codieren, sondern zu entkoppeln.
VNS bei Autismus
Autistische Erwachsene berichten häufig von einer permanenten vegetativen Überforderung. Hier bietet die transkutane aurikuläre Vagusnervstimulation (taVNS) ein neuartiges, nicht-kognitiv überfrachtetes Instrument zur Selbstregulation. Die VNS wirkt nicht auf Verhalten, sondern auf den vegetativen Grundtonus - und schafft dadurch Spielraum für Präsenz, Klarheit und Rückbindung an den Körper.
Vagusnerv und Darm-Hirn-Achse
Der Vagusnerv spielt eine wichtige Rolle in der Kommunikation zwischen Gehirn und Darm. Studien haben gezeigt, dass das Darmmikrobiom die Aktivität des Vagusnervs beeinflussen kann. Spezifische Substanzen wie kurzkettige Fettsäuren und Gallensäuren, die vom Darmmikrobiom produziert werden, können die vagale Aktivität über bestimmte Rezeptoren stimulieren.
Störungen des autonomen Nervensystems bei schweren COVID-19-Verläufen
Wissenschaftler des Universitätsklinikums Hamburg-Eppendorf (UKE) haben festgestellt, dass Störungen des autonomen Nervensystems häufig bei schweren Krankheitsverläufen von COVID-19 auftreten. Im Fokus ihrer Untersuchungen stand der Vagusnerv. Sie konnten bei allen verstorbenen COVID-19-Patienten, bei denen die Untersuchung durchgeführt werden konnte, den SARS-CoV-2-Erreger im Nerv nachweisen.
Forschungsprojekte zur Vagusnervstimulation
An der Universität Würzburg wurde ein Forschungsprojekt durchgeführt, das die Kopplung zwischen der myoelektrischen Aktivität des Magens und den Gehirnsignalen in Ruhe sowie während Belohnungsaufgaben untersuchte. Ziel war es, die Korrespondenz zwischen den Signalen des Körpers und des Gehirns mithilfe der transkutanen Vagusnervstimulation (tVNS) zu verändern.
Lesen Sie auch: Überblick: Kognitive Testung
Ein weiteres Forschungsprojekt an der Universität Würzburg untersuchte die Eignung von evozierten Potenzialen des X. Hirnnerven (Vagus) zur Früherkennung der Alzheimer-Demenz.
tags: #kognitive #neurowissensschaften #vagus #nerv