Die Tiefe Hirnstimulation (THS) ist eine etablierte Behandlungsmethode für verschiedene neurologische Erkrankungen, insbesondere Morbus Parkinson. Die Universitätsmedizin Mainz hat sich in diesem Bereich seit vielen Jahren einen Namen gemacht und zählt zu den größten THS-Behandlungszentren in Deutschland. Dieser Artikel beleuchtet die Anwendung, Forschung und neuesten Erkenntnisse zur Tiefen Hirnstimulation an der Universitätsmedizin Mainz.
Morbus Parkinson und die Tiefe Hirnstimulation
Morbus Parkinson ist eine komplexe, neurodegenerative Erkrankung, die für Betroffene und ihre Angehörigen eine erhebliche Belastung darstellt. Zu den typischen Symptomen gehören motorische Störungen wie Bewegungsverlangsamung (Bradykinese), Muskelsteifheit (Rigor), Zittern (Tremor) und eine instabile Körperhaltung. Wenn die medikamentöse Therapie nicht mehr ausreichend wirkt und die Lebensqualität der Patienten dadurch stark beeinträchtigt ist, kann die Tiefe Hirnstimulation eine vielversprechende Option sein.
Bei der THS werden Elektroden in eine spezifische Region des Gehirns, den Nucleus subthalamicus, implantiert. Dieser Hirnbereich spielt eine zentrale Rolle bei der Steuerung von Bewegungen. Die Elektroden sind mit einem Impulsgenerator verbunden, der in der Regel im Brustbereich unter der Haut platziert wird. Durch die elektrische Stimulation des Nucleus subthalamicus können die motorischen Symptome von Parkinson reduziert und die Lebensqualität der Patienten verbessert werden.
Die THS in Mainz: Ein Überblick
Die Klinik und Poliklinik für Neurologie der Universitätsmedizin Mainz führt die Tiefe Hirnstimulation seit fast 20 Jahren in enger Kooperation mit der Klinik für Neurochirurgie durch. Jährlich werden etwa 40 bis 50 Eingriffe durchgeführt, was die Universitätsmedizin Mainz zu einem der größten THS-Behandlungszentren in Deutschland macht.
Ablauf der Behandlung
Der Ablauf einer THS-Behandlung in Mainz lässt sich wie folgt zusammenfassen:
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Vorbereitende Diagnostik: Im Vorfeld der THS erfolgt ein viertägiger stationärer Aufenthalt in der Klinik. Während dieses Aufenthalts werden verschiedene Untersuchungen durchgeführt, um festzustellen, ob die THS eine geeignete Therapiemethode für den Patienten ist. Zu diesen Untersuchungen gehören unter anderem:
- MRT (Magnetresonanztomographie)
- Neuropsychologische Tests
- Motorische Testungen
- L-Dopa-Test
Aufklärung und Beratung: Die Patienten werden ausführlich über den Eingriff von Neurologen, Neurochirurgen und Anästhesisten aufgeklärt. Am Ende des Aufenthalts erhalten sie eine Einschätzung und Empfehlung bezüglich der weiteren therapeutischen Vorgehensweise.
Operation: Einen Tag vor der Operation werden die Patienten stationär aufgenommen. Am nächsten Morgen wird unter lokaler Betäubung ein stereotaktischer Rahmen am Kopf befestigt. In Zusammenarbeit mit der Neuroradiologie erfolgt die genaue Planung für die stereotaktische Platzierung der Elektroden anhand von CT- oder MRT-Aufnahmen. Während der Operation ist ein Anästhesist anwesend, und die Patienten erhalten eine Medikation zur Beruhigung und gegen Schmerzen. Um den optimalen Zielpunkt für die Elektrodenplatzierung zu finden, ist die Mitarbeit der Patienten erforderlich. Die Mannschaft der Sektion für Bewegungsstörungen und Neurostimulation führt während der OP verschiedene Tests durch. Nach dieser Testphase wird die endgültige Elektrode platziert.
Nachsorge und Anpassung: Nach der Operation erfolgen die Anpassung der Stimulationsparameter und die Anpassung der Medikation. Die Dauer des stationären Aufenthaltes in der Klinik beträgt in der Regel 14 Tage.
Forschungsschwerpunkte in Mainz
Ein wesentlicher Fokus der Universitätsmedizin Mainz liegt auf der Erforschung der Wirkmechanismen der Tiefen Hirnstimulation und der Optimierung der Behandlungsmethoden. Die Sektion für Bewegungsstörungen und Neurostimulation unter der Leitung von Univ.-Prof. Dr. Sergiu Groppa untersucht die Auswirkungen der Neuromodulation auf die Hirnnetzwerke.
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Neue Erkenntnisse zur Wirkungsweise
Die Forschung in Mainz hat wichtige neue Erkenntnisse zur Funktionsweise der THS bei Parkinson-Patienten erbracht. Eine aktuelle Studie zeigt eine bisher unbekannte Synchronisation zwischen der Stimulationsfrequenz der THS und der Aktivität bestimmter Gehirnregionen innerhalb des Kortiko-Basalganglien-Netzwerks. Dieses Vorgehen führt zu einer Normalisierung der Aktivität in den verbundenen Arealen, die wieder physiologisch miteinander agieren. Dabei spielen die Modulation der Beta- und Gamma-Aktivität eine entscheidende Rolle. Die pathologische Beta-Aktivität wird unterdrückt, während die für die physiologische Funktionsweise im motorischen System notwendige Gamma-Aktivität gefördert wird. Die Kopplung zwischen diesen beiden Frequenzen ist eng mit dem Schweregrad der motorischen Symptome verbunden, und ihre Modulation tritt ausschließlich bei spezifischen Stimulationsfrequenzen auf, die im klinischen Alltag angewandt werden.
Eine weitere wichtige Erkenntnis ist, dass mithilfe nicht-invasiver Verfahren behandlungsbezogene Anpassungen der Stimulationsparameter erfolgen können, auch noch Monate nach der Tiefenhirnstimulation.
Unabhängige Steuerung von Bewegungs- und Entscheidungsgeschwindigkeit
Eine weitere Studie der Mainzer Forscher um Univ.-Prof. Dr. Sergiu Groppa und Prof. Dr. Muthuraman Muthuraman hat gezeigt, dass der Nucleus subthalamicus sowohl die Geschwindigkeit, mit der Bewegungen ausgeführt werden, als auch die Geschwindigkeit von Prozessen der Entscheidungsfindung unabhängig voneinander reguliert. Dieses Wissen ist Grundlage für eine verbesserte Form der Tiefenhirnstimulation, mit der Bewegungsstörungen bei Parkinson-Betroffenen jetzt noch gezielter behandelt werden können.
Die Wissenschaftler gaben den Studienteilnehmern kurze Stimulationsimpulse und erstellten Aufnahmen der elektrischen Aktivität des Nucleus subthalamicus der Probanden. Die Ergebnisse zeigten, dass die Studienteilnehmer Bewegungen schnell ausführen konnten, ohne dass sie gleichzeitig Entscheidungen schneller treffen mussten und umgekehrt.
Kooperationen und Projekte
Die Sektion für Bewegungsstörungen und Neurostimulation arbeitet eng mit anderen Arbeitsgruppen der Universitätsmedizin Mainz zusammen, darunter:
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- Klinik für Neurologie (Neuroimmunologie, AG Birklein)
- Neuroimaging Center Mainz (NIC)
- Deutsches Resilienz-Zentrum (DRZ)
- AG Emotion regulation und Impulskontrolle (ERIC) der Klinik für Psychiatrie (PD Dr. med. Tüscher)
- AG Molecular Imaging and Optogenetics (Institut für mikroskopische Anatomie und Neurobiologie, Prof A. Stroh)
Im Rahmen von nationalen und internationalen Projekten erforscht die Sektion die Entstehungsmechanismen der Bewegungsstörungen (vor allem der Parkinson-Krankheit und der Dystonien) und arbeitet an der Optimierung der aktuellen und zukünftigen Therapieverfahren.
Weitere Behandlungsangebote für Bewegungsstörungen
Die Sektion für Bewegungsstörungen und Neurostimulation bietet ein breites Spektrum an diagnostischen und therapeutischen Leistungen für Patienten mit Bewegungsstörungen an. Neben der Tiefen Hirnstimulation werden auch andere Therapieverfahren angeboten, darunter:
- Moderne Pumpentherapieverfahren (wie die intrathekale Baclofengabe bei schweren Dystonien oder Spastiken oder L-Dopa bzw.
- Ambulante und stationäre Therapie in engster Zusammenarbeit von Expertenteams (Ärzte, Psychologen, Physiotherapeuten, Ergotherapeuten, Logopäden und speziell ausgebildeten Pfleger).
Die Universitätsmedizin Mainz: Ein Überblick
Die Universitätsmedizin der Johannes Gutenberg-Universität Mainz ist die einzige medizinische Einrichtung der Supramaximalversorgung in Rheinland-Pfalz und ein international anerkannter Wissenschaftsstandort. Sie umfasst mehr als 60 Kliniken, Institute und Abteilungen, die fächerübergreifend zusammenarbeiten und jährlich mehr als 300.000 Menschen stationär und ambulant versorgen. Rund 3.300 Studierende der Medizin und Zahnmedizin sowie mehr als 600 Fachkräfte werden hier ausgebildet. Mit rund 8.600 Mitarbeitenden ist die Universitätsmedizin Mainz einer der größten Arbeitgeber der Region und ein wichtiger Wachstums- und Innovationsmotor.
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