Die transkranielle Magnetstimulation (TMS) ist eine nicht-invasive Methode zur Stimulation des Gehirns, die in den letzten Jahren zunehmend an Bedeutung gewonnen hat. Sie wird sowohl in der Forschung als auch in der Therapie verschiedener neurologischer und psychiatrischer Erkrankungen eingesetzt. Dieser Artikel beleuchtet die Anwendungsgebiete der TMS bei Epilepsie, gibt einen Überblick über den aktuellen Forschungsstand und diskutiert die potenziellen Vorteile und Risiken dieser Behandlungsmethode.
Einführung in die transkranielle Magnetstimulation (TMS)
Die transkranielle Magnetstimulation (TMS) ist ein nicht-invasives Verfahren, bei dem durch Magnetfelder elektrische Ströme im Gehirn induziert werden. Diese Ströme können die Aktivität von Nervenzellen beeinflussen und somit verschiedene Hirnfunktionen modulieren. Bei der TMS wird eine Magnetspule auf die Kopfhaut aufgelegt, die kurze, starke Magnetimpulse erzeugt. Diese Impulse dringen schmerzfrei durch die Schädeldecke und können die Aktivität der Hirnrinde beeinflussen.
Es gibt zwei Hauptformen der TMS:
- Single-Puls-TMS: Hierbei wird ein einzelner Magnetimpuls abgegeben, um kurzzeitige Veränderungen der Hirnaktivität zu erzeugen.
- Repetitive TMS (rTMS): Hierbei werden wiederholte Magnetimpulse in einer bestimmten Frequenz abgegeben, um länger anhaltende Veränderungen der Hirnaktivität zu erzielen.
Die rTMS kann je nach Frequenz und Stimulationsort entweder erregend (exzitatorisch) oder hemmend (inhibitorisch) auf die Hirnaktivität wirken. Hochfrequente rTMS (> 1 Hz) wirkt in der Regel stimulierend, während niederfrequente rTMS (< 1 Hz) eher hemmend wirkt.
Grundlagen der Epilepsie
Epilepsie ist eine neurologische Erkrankung, die durch wiederholte unprovozierte epileptische Anfälle gekennzeichnet ist. Diese Anfälle entstehen durch abnorme, übermäßige oder synchrone neuronale Aktivität im Gehirn. Epilepsie kann verschiedene Ursachen haben, darunter genetische Faktoren, strukturelle Hirnschäden, Stoffwechselstörungen und Infektionen.
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Die Behandlung von Epilepsie zielt in erster Linie darauf ab, Anfälle zu verhindern oder zu reduzieren. Dies geschieht in der Regel durch die Einnahme von Antiepileptika. Bei etwa zwei Drittel aller Patienten mit Epilepsie können die Anfälle durch Medikamente erfolgreich kontrolliert werden. Bei den übrigen Patienten, die als pharmakoresistent gelten, sind die Anfälle trotz der Einnahme von Medikamenten nicht ausreichend kontrollierbar.
TMS als Therapieoption bei Epilepsie
Für Patienten mit pharmakoresistenter Epilepsie stellt die TMS eine vielversprechende alternative oder ergänzende Therapieoption dar. Durch die gezielte Stimulation bestimmter Hirnareale können die abnormen neuronalen Aktivitäten, die zu Anfällen führen, moduliert und somit die Anfallshäufigkeit reduziert werden.
Wirkungsweise der TMS bei Epilepsie
Die TMS kann bei Epilepsie auf verschiedene Weisen wirken:
- Direkte Hemmung des epileptogenen Fokus: Durch die Anwendung von niederfrequenter rTMS über dem epileptogenen Fokus kann die Erregbarkeit der Neuronen in diesem Bereich reduziert und somit die Entstehung von Anfällen verhindert werden.
- Modulation der neuronalen Netzwerke: Epileptische Anfälle entstehen oft durch Störungen in den neuronalen Netzwerken des Gehirns. Die TMS kann dazu beitragen, diese Netzwerke zu stabilisieren und die normale Hirnaktivität wiederherzustellen.
- Veränderung der Neurotransmitter-Freisetzung: Die TMS kann die Freisetzung von Neurotransmittern wie GABA (einem hemmenden Neurotransmitter) und Glutamat (einem erregenden Neurotransmitter) beeinflussen. Durch die Erhöhung der GABA-Freisetzung und die Reduktion der Glutamat-Freisetzung kann die Erregbarkeit des Gehirns gesenkt und die Anfallshäufigkeit reduziert werden.
Anwendungsgebiete der TMS bei Epilepsie
Die TMS wird bei Epilepsie in verschiedenen Anwendungsgebieten eingesetzt:
- Fokale Epilepsie: Bei fokalen Epilepsien, bei denen die Anfälle von einem bestimmten Bereich des Gehirns ausgehen, kann die TMS gezielt über diesem Bereich angewendet werden, um die Anfallsaktivität zu reduzieren.
- Pharmakoresistente Epilepsie: Bei Patienten, bei denen die Anfälle trotz der Einnahme von Medikamenten nicht ausreichend kontrollierbar sind, kann die TMS als zusätzliche Therapieoption eingesetzt werden.
- Epilepsiechirurgie: Die TMS kann vor einer epilepsiechirurgischen Operation eingesetzt werden, um die genaue Lokalisation des epileptogenen Fokus zu bestimmen und somit die Planung der Operation zu erleichtern.
- Kognitive Beeinträchtigungen bei Epilepsie: Epilepsie kann zu kognitiven Beeinträchtigungen wie Gedächtnisproblemen und Aufmerksamkeitsstörungen führen. Die TMS kann eingesetzt werden, um diese kognitiven Funktionen zu verbessern.
Aktuelle Forschung zur TMS bei Epilepsie
In den letzten Jahren wurden zahlreiche Studien zur Anwendung der TMS bei Epilepsie durchgeführt. Diese Studien haben gezeigt, dass die TMS bei einigen Patienten mit Epilepsie zu einer signifikanten Reduktion der Anfallshäufigkeit führen kann.
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Eine systematische Übersichtsarbeit und Meta-Analyse von randomisierten, Sham-kontrollierten Studien zur tDCS bei pharmakoresistenter Epilepsie zeigte, dass die kathodale Gleichstromstimulation im Gegensatz zur Sham-Stimulation zu einer effektiven Reduktion der epileptischen Aktivität führen kann. Dabei kann bereits eine einmalige tDCS von 20 min eine signifikante Anfallsfrequenzreduktion von > 40 % in den 4 Wochen nach Intervention bewirken. Eine serielle Stimulation mehrere Tage in Folge führt zu einer Effektverstärkung, mit signifikanten Anfallsfrequenzreduktionsraten von bis zu 79 % nach einem Monat. Die Dauer des Effekts scheint sich durch die Verwendung eines Interstimulationsintervalls verlängern zu lassen.
Entgegen den Erwartungen scheint die kathodale tDCS-Behandlung nicht nur bei kortikalen, klar unifokalen Epilepsien, sondern auch bei tiefer gelegenen oder diffuseren epileptogenen Foci wie z. B. bei mesialer Temporallappenepilepsie, Lennox-Gastaut-Syndrom und Rasmussen-Enzephalitis wirksam zu sein. Die teils negativen Ergebnisse bzgl. einer Anfallsfrequenzreduktion nach c‑tDCS erklären sich a. e. durch kleine Interventionsgruppen, niedrige Baseline-Anfallsfrequenzen, Einschluss von Patienten mit mehr als einem Anfallsfokus oder möglicherweis suboptimale Positionierung der Stimulationselektrode fern des epileptogenen Fokus.
Bezüglich der Wirkung auf die Frequenz epilepsietypischer Potenziale (ETP) bestehen widersprüchliche Angaben. In der überwiegenden Zahl an Studien wurde eine signifikante ETP-Frequenzreduktion in den Wochen nach kathodaler tDCS beobachtet. Eine ausbleibende ETP-Reduktion, wie sie in wenigen Studien berichtet wurde, ist am ehesten auf eine niedrige Ausgangs-ETP-Frequenz sowie frühe EEG-Untersuchungszeitpunkte im Anschluss an die tDCS zurückzuführen.
Vorteile der TMS bei Epilepsie
Die TMS bietet im Vergleich zu anderen Behandlungsmethoden bei Epilepsie eine Reihe von Vorteilen:
- Nicht-invasiv: Die TMS ist ein nicht-invasives Verfahren, das keine Operation oder andere invasive Eingriffe erfordert.
- Geringe Nebenwirkungen: Die TMS ist in der Regel gut verträglich und hat nur wenige Nebenwirkungen. Die häufigsten Nebenwirkungen sind Kopfschmerzen und Kieferschmerzen, die aber in der Regel mild und vorübergehend sind.
- Individualisierbar: Die TMS-Behandlung kann individuell an die Bedürfnisse des Patienten angepasst werden, z. B. durch die Auswahl der Stimulationsfrequenz, der Dauer der Behandlung und der zu stimulierenden Hirnregion.
- Potenzial zur Anfallsreduktion: Studien haben gezeigt, dass die TMS bei einigen Patienten mit Epilepsie zu einer signifikanten Reduktion der Anfallshäufigkeit führen kann.
- Verbesserung kognitiver Funktionen: Neben der Anfallsreduktion kann die TMS auch zur Verbesserung kognitiver Funktionen wie Gedächtnis und Aufmerksamkeit beitragen.
Risiken und Nebenwirkungen der TMS bei Epilepsie
Obwohl die TMS in der Regel als sicher gilt, gibt es einige Risiken und Nebenwirkungen, die beachtet werden müssen:
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- Epileptische Anfälle: In seltenen Fällen kann die TMS einen epileptischen Anfall auslösen. Dieses Risiko ist jedoch sehr gering und kann durch die Einhaltung der Sicherheitsrichtlinien auf ein Minimum reduziert werden. Personen mit einer Epilepsie oder ferromagnetischen Metallimplantaten dürfen daher nicht an der Studie teilnehmen.
- Kopfschmerzen: Kopfschmerzen sind eine häufige Nebenwirkung der TMS, die aber in der Regel mild und vorübergehend ist.
- Kieferschmerzen: Kieferschmerzen können ebenfalls als Nebenwirkung der TMS auftreten, sind aber in der Regel gut behandelbar.
- Muskelzuckungen: Muskelzuckungen können während der TMS-Behandlung auftreten, sind aber in der Regel harmlos und verschwinden nach der Behandlung.
- Metallimplantate: Personen mit Metallimplantaten im Kopfbereich (außer im Mund) dürfen nicht mit TMS behandelt werden, da die Magnetimpulse die Implantate erwärmen oder verschieben könnten.
Wichtige Hinweise zur TMS-Behandlung
Vor einer TMS-Behandlung bei Epilepsie sind einige wichtige Punkte zu beachten:
- MRT-Untersuchung: Vor Beginn der TMS-Therapie ist eine MRT-Untersuchung des Kopfes erforderlich, um strukturelle Hirnschäden auszuschließen.
- Aufklärungsgespräch: Vor der Behandlung findet ein ausführliches Aufklärungsgespräch mit dem behandelnden Arzt statt, in dem die individuellen Erfolgsaussichten, Behandlungsalternativen sowie Risiken und mögliche Komplikationen besprochen werden.
- Ruhemotorschwelle: Vor der eigentlichen TMS-Behandlung wird die sogenannte Ruhemotorschwelle bestimmt, die den kleinsten möglichen Reiz darstellt, der gerade noch für eine Aktivierung bestimmter Hirnareale ausreichend ist.
- Individuelle Positionierung: Anschließend wird die individuelle Position für die eigentliche Stimulation vermessen.
Zukünftige Entwicklungen
Die Forschung zur TMS bei Epilepsie ist noch nicht abgeschlossen. Zukünftige Studien werden sich darauf konzentrieren, die optimalen Stimulationsparameter zu definieren, Prädiktoren für ein gutes Ansprechen zu identifizieren und die Sicherheit und Effektivität der TMS-Therapie im Langzeitverlauf zu überprüfen.
Weiterentwicklungen der TMS wie die Mehrkanal-TMS ermöglichen zusammen mit digitalen Applikationen bereits eine präzisere und individualisierte Stimulation, was vermutlich zu einer Steigerung der Wirksamkeit der TMS-Behandlung beitragen wird. Zudem werden immer mehr Home-use-TMS-Systeme kommerziell verfügbar, was perspektivisch auch eine TMS-Dauerbehandlung bei Epilepsie ermöglichen könnte.