Die tiefe Hirnstimulation (THS) ist eine etablierte Therapiemethode zur Behandlung von Bewegungsstörungen wie Morbus Parkinson. Nun rückt sie auch als mögliche Therapieoption für Menschen mit schweren Depressionen in den Fokus, bei denen andere Behandlungen versagt haben. Dieser Artikel beleuchtet die Anwendung der tiefen Hirnstimulation sowohl bei Parkinson als auch bei Depressionen, die Verfahren, die Forschung und die Perspektiven für Betroffene.
Morbus Parkinson: Symptome, Ursachen und Therapieansätze
Morbus Parkinson ist nach der Alzheimer-Krankheit die zweithäufigste neurodegenerative Erkrankung in Deutschland. Die Parkinson-Krankheit hat vielfältige Symptome wie steife Bewegungen und Zittern. Typische Symptome bei Parkinson sind Zittern (Tremor), verlangsamte, verminderte Bewegungen und eine Haltungsinstabilität. In der Frühphase können Schlafstörungen, Verstopfungen und Geruchsstörungen erste Anzeichen sein. Auch ein fehlendes Mitschwingen des Armes beim Gehen oder eine leisere und monotonere Stimme können frühe Symptome sein.
Die Parkinson-Krankheit betrifft bestimmte Nervenzellen im Gehirn, vor allem in der Substantia nigra im Hirnstamm. Dort kommt es zur Störung der Energiesysteme der Mitochondrien, zu oxidativem Stress und Ablagerungen von fehlgefalteten Proteinen (alpha-Synuklein) in den Nervenzellen. Die Nervenzellen verlieren zunehmend ihre Funktion und sterben ab, wodurch es an Botenstoffen wie Dopamin mangelt, der eine wichtige Rolle für die Bewegung spielt.
Die Parkinson-Krankheit bleibt häufig über Jahrzehnte unbemerkt, während im Gehirn immer mehr Zellen untergehen. Das liegt auch daran, dass die Frühsymptome der Erkrankung eher unspezifisch sind: zum Beispiel leiden Parkinson-Erkrankte im frühen Stadium häufig an Verstopfung und Schlafstörungen, auch ein schlechter Geruchssinn bis hin zum Geruchsverlust und Depressionen treten häufig auf und können Hinweise sein - lange bevor es zu den typischen motorischen Symptomen kommt. Als erstes spezifisches Symptom der Parkinson-Krankheit gilt eine REM-Schlafverhaltensstörung, bei der sich Betroffene im Traum ruckartig bewegen, sprechen oder schreien und sich oder andere verletzen können. Die Symptome der Schlafstörung lassen sich mit Medikamenten lindern.
Es gibt verschiedene Formen der Parkinson-Erkrankung. Nur bei etwa fünf bis zehn Prozent der Fälle liegen einzelne schädliche Genmutationen vor, die vererbt werden können. Dann spricht man von familiären Parkinson-Formen. Dabei führen einige - aber nicht alle - vererbten monogenen Mutationen zwingend zu einer Parkinson-Erkrankung. Ob darüber hinaus polygenetische Varianten (mehrere Gene betreffend) im Genom auch das allgemeine Risiko für Parkinson erhöhen können, ist Gegenstand der Forschung.
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Pestizide, Schwermetalle, Lösungsmittel und Feinstaub können sowohl direkt als auch indirekt giftig auf Nervenzellen wirken. Bei der Entstehung von Parkinson wird angenommen, dass es zumindest bei einem Teil der Betroffenen zuerst zu einer Veränderung im Darm-Mikrobiom kommt: Die Zusammensetzung der Mikroorganismen aus Bakterien, Viren und Pilzen wird ungünstig verändert. Am Ende gehen die Nervenzellen durch Ablagerung von falsch gefaltetem alpha-Synuklein, einem Protein, zugrunde. Das falsch gefaltete alpha-Synuklein lässt sich sowohl in der Haut als auch im Nervenwasser bereits im frühen Stadium der Erkrankung nachweisen.
Die Behandlung bei Morbus Parkinson sollte früh beginnen, um die Nervenerkrankung aufzuhalten. Im Einsatz sind Medikamente und Physiotherapie für Mobilität, dazu Hirnschrittmacher-OPs gegen starkes Zittern. Bei Morbus Parkinson mangelt es im Gehirn am Botenstoff Dopamin, der für flüssige Bewegungen gebraucht wird. Medikamente können diesen Mangel ausgleichen. Das deutliche Zittern (Tremor) entsteht, wenn Nervenzellen im Gehirn zugrunde gehen und das neuronale Netzwerk gestört ist, das für ruhige Hände sorgt. Tiefe Hirnstimulation und Ultraschall-Therapie wirken hier gegen das Zittern.
Zur Therapie der Parkinson-Krankheit stehen mehrere Gruppen von Medikamenten zur Verfügung. Ihnen gemeinsam ist, dass sie über unterschiedliche Mechanismen den Spiegel des Botenstoffs Dopamin im Gehirn wieder erhöhen und so vor allem die motorischen Symptome der Erkrankung - allen voran das Zittern - reduzieren sollen. Die medikamentöse Therapie kann die Bewegung verbessern, die Erkrankung aber nicht heilen. Zudem lässt die Wirksamkeit der Medikamente mit der Dauer der Einnahme oft nach, sodass es zu Schwankungen im Tagesverlauf kommt. Auswahl und Dosierung der Präparate erfolgen individuell. Das am stärksten wirksame Medikament bei vergleichsweise geringen Nebenwirkungen ist Levodopa, auch L-Dopa genannt. Dabei handelt es sich um eine Dopaminvorstufe. Eine andere wichtige Wirkstoffgruppe sind die sogenannten Dopaminagonisten. Auch eingesetzt werden können sogenannte MAO-Hemmer. Sie hemmen den Abbau des körpereigenen Dopamins und sorgen so für einen höheren Spiegel des Neurotransmitters. Mit einer Pumpentherapie können Medikamente auch über eine durch die Bauchdecke geführte PEG-Sonde verabreicht werden.
Körperliche Aktivität, regelmäßiger Kaffeekonsum und eine gesunde mediterrane Ernährung mit vielen Ballaststoffen und Polyphenolen können das Risiko für die Entstehung und das Fortschreiten von Parkinson senken. Dass Umweltgifte wie Pestizide und organische Lösungsmittel schädlich für die Nerven sein können, ist mittlerweile nicht nur wissenschaftlich, sondern auch behördlich anerkannt: Seit dem Frühjahr 2024 ist Parkinson für Pestizid-Einsetzende Personen in Deutschland auch als Berufserkrankung anerkannt. Besonders gefährdet sind Landwirte, Winzer und andere Anwender. Wer unzureichend geschützt mindestens 100 Anwendungstage mit einem dieser Pestizide im Berufsleben hatte, kann die Parkinson-Erkrankung als Berufskrankheit anerkennen lassen.
Parkinson ist keine akut lebensbedrohliche Erkrankung. Unter guter medikamentöser Therapie haben Betroffene eine in etwa normale Lebenserwartung. Viele werden allerdings innerhalb von 20 Jahren pflegebedürftig. Im Einzelfall können Schluckstörungen oder Stürze auch zu lebensverkürzenden Komplikationen führen. Manchmal kommt es zu einem kognitiven Abbau bis hin zur Demenz. Die Prognosen für den Verlauf unterscheiden sich je nach Unterform der Parkinson-Erkrankung.
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Tiefe Hirnstimulation bei Parkinson
Bei der tiefen Hirnstimulation setzen Neurochirurgen dünne Stimulationselektroden (Hirnschrittmacher) in bestimmte Hirnareale ein. Die elektrischen Impulse sollen insbesondere das Zittern lindern. Unter Vollnarkose wird zunächst eine Kernspintomografie (MRT) durchgeführt. Während der Operation müssen die Betroffenen dann zeitweise wach sein, um die Besserung der Symptome während der Stimulation genau austesten zu können. Im Anschluss werden die Elektroden mit einem Steuergerät - dem Hirnschrittmacher - verbunden, der unterhalb des Schlüsselbeins implantiert wird. Einige Tage nach der OP wird das Gerät erstmals eingeschaltet und nachjustiert.
Ein recht neues Therapieverfahren bei der Behandlung der Parkinson-Krankheit ist die Magnetresonanz-gestützte fokussierte Ultraschallbehandlung (MRgFUS). Dabei werden Ultraschallwellen im Zielgewebe so stark gebündelt, dass sie es erhitzen und gezielt zerstören. Durch die Behandlung entstehen winzige Narben in den Faserbahnen des Gehirns, im sogenannten Tremornetzwerk. Das soll das Zittern verringern. Über einen Spezialhelm werden mehr als tausend Ultraschallwellen aus vielen Richtungen ins Gehirn geleitet und exakt auf das Tremornetzwerk fokussiert. Die Patientin oder der Patient wird dann durch Aufgaben und Übungen dazu gebracht, maximal zu zittern. Mehrere Erwärmungsphasen sind nötig, um die Narben im Gehirn zu setzen. Jedes Mal wird die Temperatur um Nuancen erhöht, danach erfolgt eine Kontrolle des Behandlungseffekts, aber auch möglicher Nebenwirkungen wie Sprachstörungen, Schwäche oder Taubheit. Bei der Therapie geht es nicht darum, das Zittern komplett auszuschalten. Auch wenn das Verfahren ohne Skalpell, Sonden und Bohrer auskommt, ist es keinesfalls ohne Risiko, denn der Eingriff lässt sich nicht rückgängig machen: Einmal zerstörte Zellen im Gehirn kommen nicht zurück.
Zahlreiche Studien belegen, dass Sport sehr wirkungsvoll gegen Parkinson ist: Mit ihm ist der Verlauf der Erkrankung oft günstiger zu beeinflussen als mit Medikamenten allein. Bereits im Anfangsstadium lassen sich die Symptome der Parkinson-Erkrankung durch intensives Training verbessern und im weiteren Verlauf der Krankheit können Betroffene durch gezieltes Training sogar bereits verlorene Fähigkeiten wiedererlangen. Für Parkinson-Erkrankte sind Sportarten mit fließenden Bewegungen wie Schwimmen, Radfahren und Joggen besonders geeignet, bewährt hat sich auch Tischtennis. Wichtig ist, dass Parkinson-Erkrankte jede Gelegenheit zur Bewegung nutzen, denn das Gehirn verlernt die neu erworbenen Fähigkeiten schnell wieder. In den ersten Stadien der Parkinson-Krankheit kann die Bewegungstherapie BIG zum Einsatz kommen. Die Übungen mit großen, fließenden Bewegungen stimulieren ungenutzte Bereiche des Gehirns. Durch intensives Wiederholen und eine ständige Erfolgskontrolle lernen Betroffene, Bewegungen wieder bewusst im Alltag einzusetzen. Durch die Therapie werden Bewegungen schneller und präziser, auch das Gleichgewicht und die Körperwahrnehmung werden gefördert.
Tiefe Hirnstimulation bei Depressionen: Ein neuer Hoffnungsschimmer
Etwa fünf Millionen Menschen erkranken in Deutschland jährlich an einer Depression. Bei schwersten Depressionen gibt es die unterschiedlichsten Behandlungsansätze: vom Gespräch über die Psychotherapie und Medikamente bis hin zur Elektrokrampftherapie. Für Patienten, bei denen alle verfügbaren Therapien bisher nicht geholfen haben, gibt es neue Hoffnung. Mit der tiefen Hirnstimulation wird jetzt auch bei schwersten Depressionen eine Methode getestet, die schon bei anderen neurologischen Erkrankungen wie zum Beispiel Parkinson Anwendung findet. Dabei wird mittels einer OP eine Elektrode an eine ganz spezielle Stelle im Gehirn gelegt.
Die letzte Chance für Menschen mit schwersten Depressionen war bisher die Elektrokrampftherapie. Dabei werden unter Narkose von außen Stromimpulse durch das Gehirn geleitet und so ein epileptischer Anfall ausgelöst. Das kann Depressionen deutlich lindern.
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Ein Forschungsprojekt in Freiburg will jetzt herausfinden, ob auch die sogenannte tiefe Hirnstimulation Betroffenen, bei denen bisherige Therapien versagt haben, helfen kann. Eine zentrale Symptomatik der Depression ist, dass das Gehirn Belohnungen nicht mehr richtig verarbeiten kann. Die Forscher glauben, dass bei Depressionen die Funktion des Belohnungssystems gestört ist. Das System ist hirnanatomisch sehr gut erforscht.
Das Verfahren der Tiefen Hirnstimulation bei Depressionen
Für eine tiefe Hirnstimulation werden in einer Operation Elektroden ins Gehirn gelegt, genau dorthin, wo die Hirnfunktion gestört ist. Ein Kabel führt dann von den Elektroden unter der Haut zum Brustkorb, wo ein Stimulator angeschlossen wird. Der ist programmierbar und sendet Stromimpulse genau ins Zentrum der Erkrankung. Die tiefe Hirnstimulation ist eine Therapiemethode, die bei starkem Zittern, wie zum Beispiel bei Morbus Parkinson, schon lange etabliert ist.
Jetzt arbeiten die Freiburger Forscher an einer Studie, die die Wirksamkeit der tiefen Hirnstimulation bei Depressionen beweisen soll. In dieser Studie sollen 47 Patienten behandelt werden. Bei der Hälfte wird die Stimulation nicht eingeschaltet, ohne Wissen der Patienten. So lässt sich kontrollieren, wie groß der Placebo-Effekt ist.
Vor der Operation wird millimetergenau geplant, welchen Weg die Elektroden durchs Gehirn nehmen sollen. Es dürfen keine Blutgefäße oder wichtige Gehirnbereiche im Weg sein. Der Kopf wird in einem Rahmen fixiert. An einem Simulator prüfen die Medizinerinnen und Mediziner, ob der vorher berechnete Weg stimmt und ob die Elektrodenspitze genau da landet, wo sie hin soll. Dann bohren sie die notwendigen Löcher in den Schädel. Die Elektrode wird direkt an den vorausberechneten Zielort geführt. Bevor sie endgültig fixiert wird, testen die Operateure die Lage, indem sie Strom fließen lassen. Dabei werden die Patienten zum Beispiel nach Gefühlen oder Plänen befragt. Oftmals verändert sich dann schon etwas: Betroffene, die zuvor keinerlei Perspektive oder Empfindungen hatten, erzählen plötzlich von ihren Plänen nach der Operation.
Für Menschen, die unter schwersten Depressionen leiden, könnte die tiefe Hirnstimulation in Zukunft den Weg zurück zu mehr Lebensfreude bedeuten: Ist der Eingriff erfolgreich, sind sie wieder in der Lage Pläne zu machen und können wieder Gefühle wie Freude oder Trauer empfinden.
ROCINI: Rostocker Zentrum für interdisziplinäre Implantatforschung
Die Universität Rostock baut ihre Implantatforschung weiter aus. Das Rostocker Zentrum für interdisziplinäre Implantatforschung (ROCINI) wird eine zentrale wissenschaftliche Einrichtung der Universität. Der Verbund besteht aktuell aus 36 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern der Universität Rostock und der Universitätsmedizin Rostock. Verschiedene ingenieurwissenschaftliche und mathematisch-naturwissenschaftliche Fachrichtungen der Universität Rostock arbeiten zusammen. Konkret geht es beispielsweise um Implantate, die zur Regeneration von Knochen und Knorpel eingesetzt werden. Außerdem geht es um Implantate zur Tiefenhirnstimulation bei der Behandlung von Bewegungsstörungen und der Parkinson-Erkrankung. Der Bedarf an modernen Implantaten steige stetig an, unter anderem wegen der alternden Bevölkerung, heißt es von der Universität Rostock. Der 2019 als virtuelles Zentrum gegründete Forschungsverbund ROCINI ist nun eine zentrale wissenschaftliche Einrichtung der Universität Rostock. Mit dem ROCINI werde die Implantatforschung unabhängig von laufenden Projekten und über diese hinaus in Rostock fest verankert, sagt Sprecher Prof. Dr.-Ing.
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