Transkranielle Magnetstimulation (TMS)

Die transkranielle Magnetstimulation wurde erstmals in den 1980er Jahren von Dr. Anthony Barker und seinen Kollegen an der University of Sheffield (UK) entwickelt. Die Grundprämisse der TMS ist, dass das Gehirn mit elektrischen Signalen arbeitet, und dass es möglich ist, die Funktionsweise des Gehirns durch Veränderung der elektrischen Umgebung zu verändern. Die Standardausrüstung besteht aus einem Gerät, das ein elektromagnetisches Signal mit einer bestimmten Frequenz erzeugt, und einer Spule, die dieses Magnetfeld auf bestimmte Hirnregionen fokussiert.

Die transkranielle Magnetstimulation (TMS) verwendet einen auf der Kopfhaut platzierten Elektromagneten, der Magnetfeldpulse erzeugt, die ungefähr die Stärke einer MRT-Abtastung haben. Die magnetischen Impulse durchdringen den Schädel und stimulieren die darunter liegende Großhirnrinde.

 

Wie funktioniert die transkranielle Magnetstimulation?

TMS arbeitet an den Prinzipien des elektrischen Stroms, die in den letzten Jahrhunderten etabliert wurden. Im Jahr 1831 entdeckte Faraday, dass ein sich schnell änderndes Magnetfeld elektrischen Strom in einem nahe gelegenen Leiter induzieren kann. Im Jahr 1985 wurde dieses Prinzip genutzt, um Zuckungen in den Arm- und Beinmuskeln des Menschen zu induzieren.

Die bei der TMS verwendeten Magnetfelder werden erzeugt, indem Strom durch eine Handspule geleitet wird, deren Form die Eigenschaften und die Größe des Feldes bestimmt. Die Spule wird von einer Maschine angetrieben, die den erforderlichen großen Strom sehr präzise und kontrolliert mit einer Rate von bis zu 50 Zyklen pro Sekunde bei rTMS (Repetitive transcranial magnetic stimulation) schaltet. Die Spule wird auf der Kopfhaut gehalten – ein tatsächlicher Kontakt ist nicht erforderlich – und das Magnetfeld geht durch den Schädel und in das Gehirn. Kleine induzierte Ströme können dann Hirnareale unterhalb der Spule mehr oder weniger aktiv machen, je nach den verwendeten Einstellungen.

Eine verwandte Registrierungs- und Verfolgungsanwendung ist die Erstellung eines funktionellen Hirn-Mappings mit Hilfe eines transkraniellen Magnetstimulationsgeräts. Diese Spule erzeugt Magnetfeld-Impulse, die die darunter liegenden Nervenzellen in einem fokussierten Volumen stimulieren. Indem wir die Reaktionen auf die Stimulationen messen und die Position der Spule relativ zum MR-Scan verfolgen, erzeugen wir auf kostengünstige, nicht-invasive und genaue Weise funktionelle Karten des Gehirns.

 

Transkranielle Magnetstimulation (tms) bei Depressionen und anderen psychischen Störungen

Zunächst nutzten Wissenschaftler die TMS hauptsächlich als Forschungsinstrument, um Erkenntnisse über die Funktionsweise des Gehirns zu gewinnen. Aber in den letzten Jahren haben die Wissenschaftler die Strategie verfeinert und Beweise dafür gefunden, dass sie die Hirnaktivität verändern und manchmal Depressionen lindern kann. Viele Geisteskrankheiten können nachweislich auf das abnorme Verhalten bestimmter Hirnregionen zurückgeführt werden, ähnlich wie Diabetes das Ergebnis einer Fehlfunktion von Zellen in der Bauchspeicheldrüse ist. Man geht davon aus, dass einige psychische Störungen das Ergebnis einer Über- oder Untererregbarkeit der Nervenzellen sind (mit anderen Worten, es ist zu leicht oder zu schwierig für sie, zu “feuern” und richtig zu arbeiten). In diesem Zusammenhang wird eine erfolgreiche psychiatrische Behandlung dadurch erreicht, dass das Verhalten dieser Zellen verändert wird. Die Bandbreite der Wirkungen, die die TMS hervorruft, ist ein klarer Hinweis auf ihr Potenzial, auf diese Weise zu wirken.

Die TMS gilt als eine ungenaue Technologie, aber Forscher haben gerade erst begonnen, ihr Potenzial in den Neurowissenschaften zu erforschen.

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