Strom Gehirn Behandlung Informationen

Die Behandlung des Gehirns mit elektrischem Strom, auch bekannt als Hirnstimulation, umfasst eine Reihe von Techniken, die elektrische Felder nutzen, um die Aktivität des Gehirns zu modulieren. Diese Verfahren werden in der Psychiatrie und Neurologie zur Behandlung verschiedener Erkrankungen eingesetzt. Zu den gängigsten Methoden gehören die Elektrokonvulsionstherapie (EKT), die transkranielle Magnetstimulation (TMS) und die transkranielle Gleichstromstimulation (tDCS). Jede dieser Methoden hat ihre spezifischen Anwendungsbereiche, Wirkmechanismen und potenziellen Risiken.

Elektrokonvulsionstherapie (EKT)

Die Elektrokonvulsionstherapie (EKT) ist ein modernes und hochwirksames Therapieverfahren zur Behandlung schwerer depressiver und psychotischer Erkrankungen. Sie ist das älteste Hirnstimulationsverfahren und zeichnet sich durch eine sehr hohe Wirksamkeit und einen schnellen Wirkeintritt aus, insbesondere bei schweren affektiven Erkrankungen. Die EKT gehört zu den am besten wirksamen Standardverfahren der Behandlung der Therapie-resistenten Depression (TRD) und anderen schweren psychiatrischen Krankheitsbildern wie Katatonie, bipolaren Störungen, Clozapin-resistenter Schizophrenie und schizoaffektiven Störungen.

Durchführung der EKT

Für die Behandlung werden zwei Elektroden am Kopf angebracht, über die ein kurzer elektrischer Impuls abgegeben wird. Dieser löst einen kontrollierten epileptischen Anfall aus. Die Behandlung erfolgt unter kurzer Narkose. In der Regel werden zwei Sitzungen pro Woche für 12 EKT-Sitzungen durchgeführt. Diese initiale EKT-Serie dauert durchschnittlich 6 bis 7 Wochen und kann ausschließlich im Rahmen eines stationären Klinikaufenthalts erfolgen. Anschließend wird der Abstand zwischen den einzelnen EKT-Sitzungen nach und nach verlängert (zuerst von zwei Mal auf einmal wöchentlich, dann eine EKT alle zwei Wochen etc.). Diese Phase wird als Erhaltungs-EKT bezeichnet. Ab einem Intervall von ≥ 1 Woche zwischen den EKT-Sitzungen kann die Behandlung auch teilstationär durchgeführt bzw. fortgesetzt werden. Dann findet die Aufnahme, EKT-Behandlung und Entlassung am gleichen Tag statt. Sobald der/die Patient*in eine dauerhafte Verbesserung und Stabilisierung spürt, wird die EKT ausgeschlichen.

Vor der Durchführung einer EKT wird jeder Patient ausführlich aufgeklärt. Es erfolgt zudem eine umfassende internistische, neurologische und anästhesiologische Voruntersuchung. Ein Facharzt für Anästhesie (Narkosearzt) klärt gesondert über die im Rahmen einer Behandlungsserie mehrfach durchzuführende Kurznarkose auf. Bei jeder Behandlung ist ein speziell geschultes Team anwesend (Arzt für Psychiatrie und Psychotherapie sowie Arzt für Anästhesiologie). Die Behandlungen finden in einem speziell dafür ausgestatten Behandlungsraum in der Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie statt. Nach Einleitung der Narkose schläft der Patient für ca. 10 Minuten. In dieser Zeit erfolgt eine kurzzeitige medikamentöse Muskelentspannung. Die Atmung wird dabei durch den Arzt für Anästhesiologie überwacht und durch Maskenbeatmung unterstützt. Anschließend wird vom Arzt für Psychiatrie und Psychotherapie durch elektrische Stimulation im Bereich des Kopfes über wenige Sekunden ein therapeutischer Krampfanfall ausgelöst. Die Dauer des Krampfanfalls wird dabei kontinuierlich durch eine EEG-Aufzeichnung (Elektroenzephalogramm) überwacht; diese beträgt üblicherweise ca. 20-30 Sekunden. Kurze Zeit danach erwachen die Patienten wieder. Es folgt eine kurze Überwachungsphase im Behandlungsraum sowie eine weitere Überwachung auf der Krankenstation. Da die Behandlungen morgens durchgeführt werden, können die Patienten zum Mittag aufstehen und an den folgenden Mahlzeiten und ihrem üblichen Therapieprogramm teilnehmen.

Der Ablauf der EKT-Behandlung sieht in der Regel 10-12 EKT-Sitzungen innerhalb von 4-6 Wochen vor. Diese sind auf 2-3 Sitzungen pro Woche verteilt und werden im ambulanten OP-Bereich im Hauptgebäude der Uniklinik (EGZ) in Zusammenarbeit mit der Klinik für Anästhesiologie und Intensivmedizin an den Tagen Montag, Mittwoch und Freitag durchgeführt. Die Stimulation findet unter Vollnarkose statt, die Narkosedauer beträgt ca. 15 Minuten, die anschließende Überwachung im Aufwachraum 60-80 Minuten. Im Anschluss wird der/die Patient-/in zur Klinik zurückbegleitet und kann das Mittagessen einnehmen. Im Vorfeld ist aufgrund der Maskenbeatmung eine strenge Nahrungskarenz (inklusive Nikotin) für mindestens 6 Stunden einzuhalten.

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Klinische Wirksamkeit der EKT

Die Sicherheit und klinische Wirkung der EKT wurde in diversen Studien belegt. Abhängig von der psychiatrischen Grunderkrankung und evtl. vorliegenden weiteren Erkrankungen sind Therapieerfolgsraten (Definition: Reduktion der Symptome um die Hälfte) der EKT von 50 bis 95 Prozent beschrieben. Die EKT wird daher als Goldstandard der Neurostimulationsverfahren und wirksamste Therapie für die Depression angesehen. Auch bei älteren PatientInnen und Patienten ist das Behandlungsverfahren sicher, sehr wirksam und führt verglichen mit Medikamentengabe auch zu einer schnelleren Besserung. Zudem gibt es eindeutige Hinweise darauf, dass EKT das Suizidrisiko reduziert. Um den Behandlungserfolg, der sich in der Regel binnen der ersten EKT-Serie einstellt, zu erhalten und das Rückfallrisiko zu minimieren, ist eine Erhaltungs-EKT von zentraler Bedeutung.

Die EKT hat ein sehr breites Wirkungsspektrum und zeichnet sich durch raschen und zuverlässigen Wirkungseintritt aus. Die EKT wirkt antidepressiv, antimanisch und bei Katatonie. Bei TRD ist die EKT bis heute das wirksamste antidepressive Behandlungsverfahren mit Wirkungsraten von 50-70%. Bei zusätzlichem Vorliegen von Wahnideen, Halluzinationen oder depressivem Stupor hat die EKT eine Erfolgsrate von 82%. Eine Vielzahl nationaler und internationaler wissenschaftlicher Untersuchungen weist die EKT als Methode aus, die nach den Kriterien der evidence based medicine abgesichert, wirksam und anwendbar ist.

Wirkmechanismus der EKT

Der gezielt und kontrolliert ausgelöste Krampfanfall wird als entscheidend für die Wirkung angesehen („Heilkrampf“). Bekannt ist, dass ein im Rahmen einer EKT ausgelöster Anfall zahlreiche funktionelle Veränderungen im Gehirn hervorruft, die denen einer dauerhaften Antidepressiva-Medikation ähneln. So werden z.B. die Konzentrationen von Hormonen und Botenstoffen im Gehirn günstig beeinflusst und regenerative Prozesse im Zentralnervensystem angeregt. Bei der EKT kommt es zu keinem Nervenzelluntergang, im Gegenteil kommt es zu einem Wachstum von grauer Substanz und zu neuen neuronalen Verknüpfungen. Die Wirkungsweise ist durch zahlreiche Studien gut belegt.

Risiken und Nebenwirkungen der EKT

Die Risiken einer EKT sind, verglichen mit anderen medizinischen Eingriffen unter Narkose, gering und resultieren vorwiegend aus der Kurznarkose. Durch den applizierten Strom und den hieraus folgenden kontrollierten und erwünschten epileptischen Anfall kann es beispielsweise zu Schwindel, Übelkeit, muskulären Verspannungen sowie Konzentrationsstörungen und Vergesslichkeit, selten zu Verwirrungszuständen kommen. Die genannten Phänomene sind meist von kurzer Dauer und dabei gut beherrschbar. Schwere Nebenwirkungen sind selten und in aller Regel gut behandelbar. Während Erinnerungen an länger zurückliegende Ereignisse selten beeinträchtigt sind, können z.B. Gedächtnislücken im Hinblick auf die aktuelle Episode und Behandlung vorkommen. Verständlicherweise verunsichert dieser Umstand PatientInnen. An dieser Stelle können Angehörige beruhigend unterstützen.

Drei Aspekte sind in diesem Zusammenhang wichtig:

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1. Im Mittel kommt es durch die EKT zu einer Verbesserung der Denkleistung. Das ist naheliegend, weil Denkstörungen häufig eine Begleiterscheinung der psychischen Erkrankung sind und sich in Folge einer erfolgreichen Behandlung verringern.
2. Wenn Patient*innen als Nebenwirkung der Behandlung Denkstörungen entwickeln, klingen diese in der Regel im Verlauf von Tagen bis wenigen Wochen wieder ab.
3. Zahlreiche Studien mit unterschiedlichsten Methoden ergaben keine Hinweise für Schäden des Hirngewebes durch EKT. Im Gegenteil zeigen neue wissenschaftliche Erkenntnisse, dass psychische Erkrankungen das Schrumpfen von bestimmtem Hirngewebe verursachen und sich dieser Prozess durch EKT teilweise rückgängig machen lässt. Die EKT führt dabei zur Ausschüttung von Nervenwachstumshormonen und damit zur Neubildung von Nervenzellen, deren Kontaktstellen (Synapsen) und den sie verbindenden Nervenbahnen im Gehirn.

Die EKT ist heutzutage ein sicheres Verfahren. Risiken und Nebenwirkungen wurden im Laufe der Jahrzehnte durch eine verbesserte Vorbereitung, Durchführung und Nachbetreuung der Patienten minimiert. Das Risiko für eine schwere Komplikation wird mit 1:50.000 Behandlungen angegeben und liegt damit nicht höher als das allgemeine Narkoserisiko bei kleineren operativen Eingriffen wie z.B. bei einer Zahnextraktion. Risiken durch die Narkose werden zusätzlich durch eine sorgfältige Voruntersuchung in der Anästhesiologie minimiert.

Unerwünschte Nebenwirkungen können vorübergehende Kopfschmerzen und Übelkeit sein, welche bei Bedarf symptomatisch behandelt werden. Kognitive Nebenwirkungen wie Orientierungs-, Konzentrations- und Gedächtnisstörungen können auftreten. Diese sind nach Ende der Behandlung rückläufig. Während sich anterograde Gedächtnisstörungen (eingeschränkte Merkfähigkeit für neue Gedächtnisinhalte) in der Regel rasch, d.h. nach Stunden bis zu wenigen Tagen zurückbilden, können retrograde Gedächtnisstörungen (Gedächtnisinhalte vor der EKT sind nicht erinnerlich) länger persistieren. Unmittelbar nach der EKT auftretende neuropsychologische Störungen (z.B. Aphasien, Apraxien, Agnosien) sind sehr selten, bilden sich stets zurück und bedürfen keiner Behandlung.

Typische Nebenwirkungen können neben geringer Übelkeit und Kopfschmerzen in erster Linie rasch vorübergehende Merkfähigkeitsstörungen sein. Ist unter der Behandlung lediglich eine Teilremission erreicht worden, ist eine Verlängerung der Behandlung auf z.B. 16-20 Sitzungen zu erwägen. Ergibt sich nach den ersten 6 Sitzungen keinerlei Veränderung des Krankheitsbildes, wird unter kritischer Risiko-/Nutzen-Abwägung die Fortführung der Behandlung evaluiert oder eine Änderung des Stimulations-Modus erwogen. In einigen Fällen kann nach Ende der EKT-Serie der Übergang in einer Erhaltungs-EKT mit ansteigenden Intervallen von wöchentlichen bis monatlichen Sitzungen empfehlenswert sein. Ab einem 14-tägigen Rhythmus erfolgt in der Regel eine Aufnahme zur Erhaltungs-EKT von ambulant für jeweils eine Nacht in die Klinik. Sollte eine Nachbetreuung gewünscht werden, werden Termine in einer Spezialsprechstunde angeboten.

Indikationen für die EKT

• Depression:
  • „Klassische“ Indikationsstellung bei therapierefraktären Verläufen depressiver Episoden in mittel- bis schwergradiger Ausprägung mit bedeutsamen Einbußen des psychosozialen Funktionsniveaus.
  • „Vital bedrohliche“ Verläufe akut depressiver Episoden, d.h. solche mit akuter Suizidalität, bereits stattgehabten Suizidversuchen, Nahrungs- oder Flüssigkeitsverweigerung bei wahnhafter Ausprägung der depressiven Symptomatik.
• Psychose:
  • Akute schizophrene Psychosen bei Therapieresistenz mit schwerem Krankheitsverlauf und/oder Gefährdungsaspekten, in der Regel, wenn eine Einstellung auf Clozapin bereits ohne ausreichenden Effekt erfolgte („Ultraresistenz“).
  • „Vital bedrohliche“ Verläufe akut schizophrener Psychosen, d.h. solche mit akuter Eigen- oder Fremdgefährdung, bereits stattgehabten Suizidversuchen oder Gefährdung Dritter, oder auch psychotisch motivierter Nahrungs- oder Flüssigkeitsverweigerung.
• Katatonie:
  • Alle Formen psychomotorisch gehemmter, katatoner Krankheitsverläufe aus dem affektiven oder schizophrenen Spektrum nach Ausschluss akuter somatischer Ursachen, insbesondere bei drohender oder bereits eingesetzter Immobilität und Verlust der Fähigkeit zur selbstständigen Nahrungsaufnahme.
  • Notfall-EKT Indikation bei perniziösen, d.h. vegetativ bedrohlich entgleisten katatonen Verläufen.

Transkranielle Magnetstimulation (TMS)

Bei der transkraniellen Magnetstimulation wird ein starkes Magnetfeld punktgenau auf einen bestimmten Nervenknoten ausgerichtet. Das Gehirn ist in Netzwerke aufgeteilt. Bestimmte Bereiche werden für bewusste Entscheidungen genutzt, andere sind für Gefühle zuständig oder fürs Nachdenken. Das Netzwerk, das unsere Aufmerksamkeit leitet, ist bei Menschen mit Depression häufig überaktiv, andere Bereiche dagegen scheinen blockiert. Ziel der Stimulation ist, die Netzwerke wieder ins Gleichgewicht zu bringen. Die transkranielle Magnetstimulation funktioniert bei Depression so gut, dass die Krankenkassen die Behandlung im stationären Bereich mittlerweile bezahlen.

Die repetitive transkranielle Magnetstimulation (rTMS) ist eine nicht-invasive und nebenwirkungsarme neurophysiologische Methode, bei der mittels einer Magnetspule ein Zielbereich im Gehirn sowohl stimuliert als auch gehemmt werden kann. Die Spule wird hierbei berührungslos in bestimmter Ausrichtung an den Kopf des Patienten gehalten, wodurch ein Magnetfeld in dessen Gehirn induziert wird. Mit dieser Technik lässt sich die Kommunikation zwischen Nervenzellen und verschiedenen Gehirnstrukturen verbessern.

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Indikationen für rTMS

Indikationen für die repetitive Transkranielle Magnetstimulation (rTMS) sind akute depressive Episoden, insbesondere wenn noch keine höhergradige Therapieresistenz vorliegt, und (a) eine stationäre Aufnahme zur Optimierung der antidepressiven Pharmakotherapie notwendig ist und über einen Zeitraum von 4-6 Wochen geplant ist, und/oder (b) eine rasche Besserung der Symptomatik notwendig erscheint bzw. vom Patienten gewünscht wird, z.B. bei drohendem Arbeitsplatzverlust, Versorgung von Kindern oder pflegebedürftigen Angehörigen im häuslichen Umfeld.

Wirkungsweise von rTMS

Seit 1994 wird rTMS auch für therapeutische Zwecke eingesetzt. Es zeigte sich in vielen Studien - durchgeführt an renommierten Universitäten, u.a. in Göttingen -, dass bei der Behandlung von neurologischen Erkrankungen, wie z.B. Schlaganfallpatienten, die an Bewegungs- oder Sprachstörungen leiden, behandelt werden.

Transkranielle Gleichstromstimulation (tDCS)

Die transkranielle Gleichstromstimulation (tDCS) ist eine Methode zur nicht-invasiven Stimulation des Gehirns mit Hilfe sehr geringer elektrischer Ströme. Bei diesem Verfahren werden mindestens zwei Elektroden am Kopf des Patienten befestigt. Bereits bei kurzer Stimulationsdauer (~20 min) lassen sich positive Effekte beobachten. Die erzielten Effekte können sich in Form einer erhöhten Leistung bei unterschiedlichsten Beanspruchungen des Gehirns (z.B. Gedächtnisaufgaben oder motorische Aufgaben) zeigen.

Bei der Depressionsbehandlung mit tDCS wird ein schwacher, konstanter Gleichstrom eingesetzt, der über Elektroden auf die Kopfhaut aufgetragen wird. Dies soll die Gehirnaktivität im sogenannten Stirnhirn, auch bekannt als Frontallappen, gezielt beeinflussen und so die Symptome einer schweren Depression lindern. Diese Behandlung ist weniger kostspielig als die rTMS und möglicherweise für mehrere Situationen, einschließlich der Behandlung im eigenen Zuhause der Patient*innen, geeignet.

Ergebnisse aktueller Studien zu tDCS

Eine aktuelle Studie, die von Prof. Dr. Frank Padberg, LMU München, und Dr. Gerrit Burkhardt vom Center for Non-Invasive Brain Stimulation Munich-Augsburg geleitet wurde, wurden 160 Patientinnen an acht deutschen Kliniken einbezogen. Diese waren schon vor Beginn der Studie auf ein antidepressives Medikament eingestellt, das jedoch zu keiner ausreichenden Verbesserung ihrer Symptome geführt hatte. Über einen Zeitraum von sechs Wochen erhielt die eine Hälfte der Patientinnen tatsächlich die tDCS-Behandlung. Die andere Hälfte erhielt währenddessen eine Scheinbehandlung, die den Ablauf und die Begleiterscheinungen der tDCS-Behandlung nachahmte. Anschließend wurden die Patient*innen bis zu sechs Monate lang beobachtet, um den Langzeitverlauf nach einer akuten tDCS-Behandlung zu untersuchen. „Hierbei zeigte sich kein Vorteil der aktiven tDCS im Vergleich zur Placebo-Stimulation. Somit scheint die tDCS bei einer streng kontrollierten Studie die positiven Ergebnisse anderer kleinen Studien nicht zu unterstützen“, resümiert Prof. Dr. Thomas Kammer, Leiter Sektion Neurostimulation an der Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie III. "Wir setzen tDCS in der Behandlung der Depression nicht mehr ein. Auch wenn die rTMS aufwendiger ist, werden wir dieses Verfahren vermehrt anwenden. Zur Zeit läuft die klinische Studie TBS-D, bei der wir die Wirkung eines neuen Stimulationsprotokolls im Vergleich zu einer Scheinbehandlung bei Depression erforschen."

Anwendungsbereiche von tDCS

In klinischen Studien untersuchen Forscher die Wirksamkeit bei Schmerzen, Epilepsie, Morbus Parkinson, Multipler Sklerose, Spastik und nach einem Schlaganfall.

Tiefe Hirnstimulation (THS)

Bei der tiefen Hirnstimulation (THS) werden Gehirnareale mit elektrischen Impulsen aktiviert oder deaktiviert, um bestimmte Erkrankungen bzw. Symptome zu behandeln. Die tiefe Hirnstimulation gehört dabei zur funktionellen Neurochirurgie, bei der Funktionen des Gehirns zwar beeinflusst werden, sich dieser Einfluss allerdings auch wieder rückgängig machen lässt, also reversibel ist.

Wirkungsweise der THS

Die Tiefe Hirnstimulation ist eine Operation, bei der feine Elektroden in das Gehirn eingesetzt werden. Diese Elektroden übertragen dauerhaft elektrischen Strom in das Gehirn und schalten damit die krankmachende Hirnregion aus. Die Elektrode wird durch eine kleine Öffnung im Schädel in das Gehirn implantiert. Die Stimulationseffekte sieht man an der gegenüberliegenden Körperhälfte. Somit hilft eine Elektrode in der rechten Gehirnhälfte, die Bewegungsfähigkeit der linken Körperhälfte zu verbessern. Das Besondere daran ist, dass die Funktion der Hirnareale erhalten bleibt und der Effekt der Stimulation jederzeit rückgängig gemacht werden kann. Trotz der klinischen Effektivität ist der genaue Wirkungsmechanismus der Tiefenhirnstimulation bei der Behandlung von Bewegungsstörungen noch unbekannt.

Vorteile der THS

Der Hauptvorteil gegenüber Verfahren, in denen Hirngewebe zerstört oder entfernt wird/wurde (Pallido- oder Thalamotomie) 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 das Gewebe in großem Umfang zerstört oder entfernt werden muss. Auch die zum Teil gravierenden Nebenwirkungen der Medikamente bei Parkinson, dem essentiellen Tremor (ET) oder Dystonie sind in dieser Form nicht gegeben. Im Gegensatz zu vielen neurologischen Krankheitsbildern, bei denen das rasch fortschreitende Krankheitsgeschehen den Neurochirurgen zu einem operativ-therapeutischen Schritt zwingt, handelt es sich bei der tiefen Hirnstimulation um einen im Voraus gut planbaren Eingriff.

Anwendungsbereiche der THS

1. Thalamische THS (ViM DBS) bei Tremor (Zittern der Extremitäten/Kopfes)
   • familiär gehäuft (Essentieller Tremor)
   • bei einer multiplen Sklerose
   • nach Hirnschädigung durch Unfall oder Schlaganfall
   • im Rahmen der Parkinsonschen Erkrankung
2. Thalamische THS (ANT DBS) Epilepsie
3. Thalamische THS (VPL - CmPf - ACC DBS) Schmerzsyndrome
4. Globus pallidus THS (GPi DBS) Dystonie M. Parkinson
5. Subthalamicus THS (STN DBS) für die Parkinsonsche Erkrankung, wenn sogenannte Wirkfluktuationen aufgetreten sind. Hierbei reagiert der Körper kurz nach der Einnahme des Medikamentes Dopamin (z.B. Madopar®) mit einer überschießenden Beweglichkeit (Dyskinesie), gefolgt von langen Phasen mit geringer Beweglichkeit (Bradykinese) und erhöhter Muskelspannung (Rigidität).
6. Mit schwachem Gleichstrom, der auf die Gehirnzellen einwirkt, lassen sich chronische Schmerzen und Migränebeschwerden reduzieren. Durch den Schädelknochen hindurch kann der Strom die Erregbarkeit der Hirnzellen verändern und damit die Schmerzwahrnehmung mindern.

Neuroplastizität und Hirnstimulation

Die Forschungsergebnisse zeigen, dass das zentrale Nervensystem bis ins hohe Alter sehr wohl fähig ist, sich zu verändern und anzupassen. Die sogenannte Neuroplastizität (Veränderbarkeit) spielt eine wichtige Rolle für Lern- und Gedächtnisprozesse. Fehlgeleitete neuroplastische Veränderungen wirken jedoch nachteilig. Hirnforscher nehmen an, dass sie die Ursache für viele chronische Schmerzsyndrome, Migräne, Tinnitus oder neurologische Erkrankungen sind. Die Umstrukturierungen in den Gehirnzellen können beispielsweise dazu führen, dass die Zelle die unzähligen und ständig auf sie einströmenden Signale nicht mehr richtig verarbeiten kann.

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