Die Tiefe Hirnstimulation (THS), auch bekannt als "Hirnschrittmacher"-Therapie, ist ein neurochirurgisches Verfahren, das zunehmend als Behandlungsoption für schwere, therapieresistente Depressionen untersucht wird. Obwohl die THS bereits bei der Behandlung anderer Erkrankungen, insbesondere der Parkinson-Krankheit, weit verbreitet ist, stellt ihr Einsatz bei Depressionen einen vielversprechenden, aber noch relativ jungen Forschungsbereich dar.
Was ist Tiefe Hirnstimulation (THS)?
Die Tiefe Hirnstimulation (THS) ist ein neurochirurgisches Verfahren, bei dem Elektroden in bestimmte Hirnregionen implantiert werden. Diese Elektroden senden elektrische Impulse aus, die die Aktivität der Nervenzellen in diesen Regionen beeinflussen. Bei der Behandlung von Depressionen zielt die THS darauf ab, die Aktivität von Hirnregionen zu modulieren, die an der Emotionsverarbeitung, Belohnung und Motivation beteiligt sind. Die Freiburger Ärzte stimulierten mit Elektroden eine Region im Gehirn, die an der Wahrnehmung von Freude beteiligt ist. Die Elektroden werden in einem operativen Eingriff in einer bestimmten Hirnregion platziert - dem medialen Vorderhirnbündel. Über diese Elektroden werden, vom Patienten nicht spürbare Stromimpulse abgegeben und die genannte Hirnregion wird stimuliert.
Wie funktioniert die THS bei Depressionen?
Die genauen Mechanismen, durch die die THS bei Depressionen wirkt, sind noch nicht vollständig geklärt. Es wird vermutet, dass die Stimulation bestimmter Hirnregionen dazu beitragen kann, die Aktivität in dysfunktionalen neuronalen Netzwerken zu normalisieren, die mit Depressionen in Verbindung stehen. Dies könnte die Stimmung verbessern, die Motivation steigern und andere Depressionssymptome lindern.
Die rhythmische Aktivität von Nervenzellen zeigt ein spezifisches Muster. Mithilfe der tiefen Hirnstimulation haben Wissenschaftler der Charité - Universitätsmedizin Berlin charakteristische Aktivitätsmuster in einer bestimmten Gehirnregion bei chronisch depressiven Patienten dokumentieren können. Gemeinsam mit Forschern der Universitätsklinik Leuven und der Universität Oxford fanden sie heraus, dass sich auch der Schweregrad einer Depression an der Stärke der rhythmischen Aktivität ablesen lässt. Die Blockierung dieser neuronalen Schwingungen durch die tiefe Hirnstimulation könnte künftig eine Therapieoption bei Patienten mit schwerer Depression sein.
Aktuelle Studien zur THS bei Depressionen
Mehrere Studien haben die Wirksamkeit der THS bei der Behandlung von therapieresistenten Depressionen untersucht. Eine der weltweit größten Studien am Universitätsklinikum Freiburg mit 16 Teilnehmern zeigte über ein Jahr sehr gute Ergebnisse. Die Tiefe Hirnstimulation linderte bei allen Patienten die bislang therapieresistente schwere Depression deutlich. Bei den 16 Patientinnen und Patienten wurde mittels hauchdünner Elektroden ein Teil des Belohnungssystems im Gehirn stimuliert, was bei allen Patienten eine deutliche Besserung der Beschwerden brachte. Im Schnitt halbierte sich die Schwere der Depression und die Hälfte der Probanden lag sogar unterhalb des Werts, ab dem man von einer behandlungsbedürftigen Depression spricht. Die meisten Patienten reagierten bereits in der ersten Woche auf die Stimulation und die positiven Effekte hielten während der einjährigen Studie an.
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Eine neue Studie zeigt, dass tiefe Hirnstimulation bei etwa der Hälfte der Patienten mit therapieresistenter schwerer Depression zu Verbesserungen führt. Die von Forschern aus Großbritannien und China geleitete Studie identifizierte ein charakteristisches Muster der Hirnaktivität, das vorhersagte, wie gut einzelne Patienten auf die Behandlung ansprechen würden. Die Forscher zeichneten die elektrische Hirnaktivität mittels der THS-Elektroden im BNST und eines Oberflächen-Elektroenzephalogramms auf. Sie stellten fest, dass die Hirnaktivität in einem spezifischen Frequenzbereich (4-8 Hz), der sogenannten Theta-Aktivität, klinisch relevant ist. Die Theta-Aktivität im BNST verhielt sich proportional zum Schweregrad der Depression und dem täglichen Angstempfinden der Patienten. Patienten mit niedrigeren Theta-Aktivitätswerten in dieser Hirnregion vor der Operation zeigten tendenziell stärkere Verbesserungen und berichteten nach drei, sechs und zwölf Monaten über eine größere Verbesserung ihrer Lebensqualität. Ebenso zeigten Patienten mit einer höheren Kohärenz zwischen dem BNST und dem präfrontalen Kortex in den Theta-Frequenzen tendenziell bessere Behandlungsergebnisse. Der präfrontale Kortex ist an der Emotionsregulation beteiligt, und eine höhere Kohärenz deutet auf eine bessere Kommunikation zwischen diesen beiden Regionen hin.
Eine prospektive Studie hat gezeigt, dass eine Tiefe Hirnstimulation (THS) bei der Hälfte der Teilnehmenden mit schwerer, therapieresistenter Depression zu einem klinisch relevanten Ansprechen geführt hat. Untersucht wurde die Stimulation eines Kerngebiets des erweiterten Amygdala-Komplexes (bed nucleus of the stria terminalis, BNST) und des Nucleus accumbens. 26 Personen mit therapierefraktärer Major Depression wurden eingeschlossen.
Design der Studien
Das Hauptziel der klinischen Studien ist es, die antidepressive Wirkung der Tiefen Hirnstimulation (THS) bei Patienten zu untersuchen, die an einer schweren therapieresistenten Depression leiden. Nach 6 Monaten THS werden die Patienten untersucht, ob sie Responder oder Non-Responder sind. In der Subgruppe der geeigneten Responder werden die Patienten im Verhältnis 2:1 randomisiert und entweder einer vorübergehenden Abschaltung der THS (für max. 3 Monate) oder einer Fortführung der THS ohne Unterbrechung für weitere 6 Monate zugeteilt. D.h. bei entsprechender Randomisierung wird die Stimulation bis zur Verschlechterung einer klinischen Depression oder bis zum Ereignis (definiert als mehr als 5 Punkte Anstieg im MADRS in zwei aufeinanderfolgenden Visiten), max. aber für 3 Monate ausgeschaltet. Wenn nach der Abschaltung ein Ereignis oder eine Verschlechterung auftritt, wird die Stimulation wieder eingeschaltet. Die Patienten werden dann entblindet und erhalten wieder THS, ebenfalls über einen Zeitraum von 6 Monaten. Das Abschalten der THS wird zunächst bei 6 Patienten durchgeführt. In anderen Zentren als Freiburg und Bonn besteht der zweite Teil der Studie nur aus 6 Monaten THS.
Die Wirkung der Therapie bewerteten die Ärzte monatlich mit Hilfe der etablierten Montgomery-Asberg Rating Scale (MARDS). Bereits im ersten Monat fiel der MARDS-Wert im Durchschnitt von 30 Punkten auf zwölf Punkte und sank bis zum Ende der Studie sogar noch weiter leicht ab. Den MARDS-Wert von zehn Punkten, ab dem eine Depression diagnostiziert wird, unterschritten vier Personen.
Mögliche Nebenwirkungen
Manche Patienten litten kurzzeitig unter verschwommenem Sehen oder unter Doppelbildern. „Die Nebeneffekte konnten wir durch eine verminderte Stimulationsstärke beheben, ohne dass der antidepressive Effekt der Therapie nachgelassen hätte“, sagt Prof. Dr. Volker A. Coenen, Leiter der Abteilung Stereotaktische und Funktionelle Neurochirurgie an der Klinik für Neurochirurgie des Universitätsklinikums Freiburg. Bei keinem Patienten waren Persönlichkeitsveränderungen, Denkstörungen oder andere Nebenwirkungen zu beobachten.
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THS im Vergleich zu anderen Behandlungsmethoden
Ein Vorteil der THS gegenüber anderen Behandlungsmethoden wie Medikamenten oder Psychotherapie könnte darin liegen, dass die Wirkung der THS langfristig anhält. Andere Therapieformen verlieren oft im Laufe der Zeit ihre Wirksamkeit. Allerdings ist die THS ein invasiver Eingriff, der mit gewissen Risiken verbunden ist. Daher wird die THS in der Regel erst dann in Betracht gezogen, wenn andere Behandlungen nicht erfolgreich waren. Die Behandelten mit einem Hirnschrittmacher können in der Regel auf die dauernde Einnahme von Antidepressiva verzichten. Allerdings werde die Methode ungern und oft nur als letzter Ausweg angewandt, da sie einen invasiven Eingriff ins Hirn bedeute, so Schläpfer.
Nicht-invasive Alternativen: Transkranielle temporale Interferenzstimulation (tTIS)
Neben der invasiven THS gibt es auch vielversprechende nicht-invasive Ansätze zur Hirnstimulation, wie die transkranielle temporale Interferenzstimulation (tTIS). „Die tTIS ist eine vielversprechende Methode der Neuromodulation, die im Gegensatz zur klassischen Tiefen Hirnstimulation keinen neurochirurgischen Eingriff erfordert“, erklärt Prof. Friedhelm Hummel, Professor für Clinical Neuroengineering an der École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) und assoziierter Professor für klinische Neurowissenschaften an der Universitätsklinik Genf.
Die tTIS ermöglicht die gezielte, nicht-invasive Stimulation tiefer Hirnregionen ohne Operation. Aktuelle Studien zeigen vielversprechende Ergebnisse: So konnte durch die gezielte Stimulation des Hippocampus mittels tTIS in Kombination mit Virtual-Reality-Training eine signifikante Verbesserung der räumlichen Gedächtnisleistung erzielt werden.
Zukunftsperspektiven der THS bei Depressionen
Die THS ist ein vielversprechender Ansatz für die Behandlung von therapieresistenten Depressionen. Weitere Forschung ist jedoch erforderlich, um die langfristige Wirksamkeit und Sicherheit der THS zu bestätigen und die optimalen Zielregionen und Stimulationsparameter zu identifizieren. Wenn die Folgestudie genauso erfolgreich ist wie die aktuelle, besteht große Hoffnung auf eine europäische Zulassung des Verfahrens.
Die Weiterentwicklung der tTIS-Technologie konzentriert sich nun auf die Optimierung personalisierter Stimulationsprotokolle und die Integration mit künstlicher Intelligenz und Neuroimaging für adaptive, individuell zugeschnittene Behandlungen. Parallel dazu sind umfangreiche klinische Studien geplant, um die Wirksamkeit der nicht-invasiven tiefen Hirnstimulation weiter zu validieren und ihr Potenzial als transformative therapeutische Methode in Neurologie und Psychiatrie zu bestätigen.
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