Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Tiefenhirnstimulation bei Bewegungsstörungen

15.04.2004


Den Mechanismen auf der Spur



Für etwa ein Drittel der 300 000 Patienten in Deutschland, die an der Parkinsonschen Erkrankung und für etwa ein Viertel der rund 40 000 Patienten mit anderen, z.T. Parkinson-ähnlichen Bewegungsstörungen (Dystonie) entwickelt sich die Tiefenhirnstimulation zu einer möglichen Behandlungsform, wenn Medikamente nicht mehr ausreichend helfen.



Die Tiefenhirnstimulation (THST) ist ein aufwendiges Verfahren, das in Deutschland an nur wenigen Zentren durchgeführt wird, zu denen auch die Charité gehört. Hier besteht, wie Dr. Andreas Kupsch, Privatdozent und Oberarzt der "Klinik für Neurologie" sagt, inzwischen Erfahrung mit 150 derartigen Eingriffen, bei denen es auf engste Zusammenarbeit von Neurologen und Neurochirurgen ankommt. Das Verfahren könnte bald weite Verbreitung finden, denn in alternden Gesellschaften wie der unseren werden Gehirnkrankheiten häufiger. An der Parkinsonschen Erkrankung leiden in Deutschland bereits 1 bis 2 % der 65- bis 75-Jährigen. Die Ursache des Leidens liegt im Dunkeln. Die Folge ist der Untergang von Nervenzellen vor allem in speziellen Hirnregionen (sogenannten Basalganglien), in denen der Botenstoff "Dopamin" gebildet wird. Diese Substanz schwächt die Aktivität nachgeschalteter Hirnregionen ab. Fehlt Dopamin, so werden diese Regionen übermäßig aktiv und verursachen beim Menschen die bekannten Bewegungsstörungen wie Zittern, Steifigkeit und Bewegungsarmut bzw. unkontrollierbare Schleuderbewegungen.

Mit der Tiefenhirnstimulation (THST) versucht man, die überaktiven Hirnregionen, die die Bewegungsabläufe beeinflussen, durch elektrische Stimulation zu hemmen. Dies gelingt, indem durch ein Bohrloch im Schädel zwei Elektroden in die übermäßig aktiven Regionen implantiert werden. Dabei ist der Patient bei Bewußtsein, denn der Durchtritt durch das Gehirn ist schmerzlos. Die Elektroden werden anschließend durch dünne Kabel mit einem programmierbaren Stimulator verbunden, der (in Narkose) unter die Bauchhaut gepflanzt wird. Der Stimulator kann von außen mit Hilfe eines kleinen Steuergerätes auf die gewünschte Frequenz der elektrischen Impulse eingestellt werden. Wie wichtig dies ist, hat unlängst die Forschergruppe um Dr. Kupsch an Patienten mit Dystonie - zum ersten Mal - gezeigt: Die Wirksamkeit der THST hängt von der Frequenz der elektrischen Stimulation ab. Bei einer Frequenz von 130 Hz verbesserte sich bei 60 % der Patienten die Lebensqualität. Erhöhung der Frequenzen auf 180 bis 250 Hz steigerte den Erfolg noch. Umgekehrt waren niedrige Frequenzen von weniger als 50 Hz nahezu wirkungslos. Daß so hohe Frequenzen nötig sein können, war überraschend, weil Nervenzellen von Parkinson-Patienten mit 80 Hz "feuern", bei Dystonie sogar nur mit 50 Hz. Die Forscher nehmen an, dass die therapeutische Wirksamkeit der THST sowohl auf der Hemmung bestimmter Zellen im stimulierten Gebiet als auch auf der Aktivierung anderer Zellen im gleichen Bereich beruhen. (A. Kupsch, S. Klaffke et al. " Journal of Neurology, [2003] 250; 1201-1205). Für Ihre Erkenntnisse wurden die Forscher im Jahre 2003 mit dem renommierten "Oppenheim-Dysto- niepreis" der "Deutschen Dystonie-Gesellschaft" ausgezeichnet.

Die Arbeitsgruppe interessierte sich außerdem dafür, wie sich die Stimulation auf die übergeordneten Gehirnstrukturen der Hirnrinde auswirkt, mit denen die stimulierten Bezirke durch Bahnen verbunden sind. Sie fanden heraus, dass die Erregbarkeit der Hirnrinde tatsächlich vom An - und Abschalten der THST abhängt und der jeweilige Erregungszustand an die Muskeln der Hand entsprechend weitergegeben wird. Dies läßt sich durch elektromyographische Messungen an den Handmuskeln auch sichtbar machen. Abschalten der THST über einen Zeitraum von 15 Minuten bis zu zwei Stunden bewirkte eine Abschwächung der Hirnerregbarkeit, die aber nach Wiederaufnahme der Stimulation innerhalb von Minuten reversibel war (A. A. Kühn et al. "Neurology [2003] 60; 768-774).

Nachdem Patienten, die eine THST erhielten, wieder mehr Dopamin im Gehirn zu produzieren schienen als vor der Stimulation, lag es nahe, dass die THST als Reiz zum Nachwachsen dopamin-produzierender Zellen wirken könnte. Die Charité-Forscher gingen auch dieser Frage nach und konnten tatsächlich die Vermehrung eines Enzyms messen, das für die Produktion von Dopamin notwendig ist. Außerdem stellte sich heraus, dass die Zunahme an Dopamin durch eine vermehrte Produktion restlicher, vorhandener Zellen zustande kommt und nicht durch Vermehrung dopaminproduzierender Nervenzellen (Gesine Paul et al. "Experimental Neurologie" 185 [2004] 272-280).

Im Zusammenhang mit ihren Forschungen haben die Charité-Wissenschaftler auch - weltweit erstmals - einen Hirnschrittmacher für Versuchstiere entwickelt. Damit hoffen sie, zahlreiche noch offene Fragen beantworten zu können. S.Sch. 15 .4. 2004

Dr. med. Silvia Schattenfroh | idw
Weitere Informationen:
http://www.charite.de/mediamed

Weitere Berichte zu: Bewegungsstörung Dopamin THST Tiefenhirnstimulation

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht Neurorehabilitation nach Schlaganfall: Innovative Therapieansätze nutzen Plastizität des Gehirns
25.09.2017 | Deutsche Gesellschaft für Neurologie e.V.

nachricht Die Parkinson-Krankheit verstehen – und stoppen: aktuelle Fortschritte
25.09.2017 | Deutsche Gesellschaft für Neurologie e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizin Gesundheit >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Die schnellste lichtgetriebene Stromquelle der Welt

Die Stromregelung ist eine der wichtigsten Komponenten moderner Elektronik, denn über schnell angesteuerte Elektronenströme werden Daten und Signale übertragen. Die Ansprüche an die Schnelligkeit der Datenübertragung wachsen dabei beständig. In eine ganz neue Dimension der schnellen Stromregelung sind nun Wissenschaftler der Lehrstühle für Laserphysik und Angewandte Physik an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) vorgedrungen. Ihnen ist es gelungen, im „Wundermaterial“ Graphen Elektronenströme innerhalb von einer Femtosekunde in die gewünschte Richtung zu lenken – eine Femtosekunde entspricht dabei dem millionsten Teil einer milliardstel Sekunde.

Der Trick: die Elektronen werden von einer einzigen Schwingung eines Lichtpulses angetrieben. Damit können sie den Vorgang um mehr als das Tausendfache im...

Im Focus: The fastest light-driven current source

Controlling electronic current is essential to modern electronics, as data and signals are transferred by streams of electrons which are controlled at high speed. Demands on transmission speeds are also increasing as technology develops. Scientists from the Chair of Laser Physics and the Chair of Applied Physics at Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) have succeeded in switching on a current with a desired direction in graphene using a single laser pulse within a femtosecond ¬¬ – a femtosecond corresponds to the millionth part of a billionth of a second. This is more than a thousand times faster compared to the most efficient transistors today.

Graphene is up to the job

Im Focus: LaserTAB: Effizientere und präzisere Kontakte dank Roboter-Kollaboration

Auf der diesjährigen productronica in München stellt das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT das Laser-Based Tape-Automated Bonding, kurz LaserTAB, vor: Die Aachener Experten zeigen, wie sich dank neuer Optik und Roboter-Unterstützung Batteriezellen und Leistungselektronik effizienter und präziser als bisher lasermikroschweißen lassen.

Auf eine geschickte Kombination von Roboter-Einsatz, Laserscanner mit selbstentwickelter neuer Optik und Prozessüberwachung setzt das Fraunhofer ILT aus Aachen.

Im Focus: LaserTAB: More efficient and precise contacts thanks to human-robot collaboration

At the productronica trade fair in Munich this November, the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT will be presenting Laser-Based Tape-Automated Bonding, LaserTAB for short. The experts from Aachen will be demonstrating how new battery cells and power electronics can be micro-welded more efficiently and precisely than ever before thanks to new optics and robot support.

Fraunhofer ILT from Aachen relies on a clever combination of robotics and a laser scanner with new optics as well as process monitoring, which it has developed...

Im Focus: The pyrenoid is a carbon-fixing liquid droplet

Plants and algae use the enzyme Rubisco to fix carbon dioxide, removing it from the atmosphere and converting it into biomass. Algae have figured out a way to increase the efficiency of carbon fixation. They gather most of their Rubisco into a ball-shaped microcompartment called the pyrenoid, which they flood with a high local concentration of carbon dioxide. A team of scientists at Princeton University, the Carnegie Institution for Science, Stanford University and the Max Plank Institute of Biochemistry have unravelled the mysteries of how the pyrenoid is assembled. These insights can help to engineer crops that remove more carbon dioxide from the atmosphere while producing more food.

A warming planet

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Im Spannungsfeld von Biologie und Modellierung

26.09.2017 | Veranstaltungen

Archaeopteryx, Klimawandel und Zugvögel: Deutsche Ornithologen-Gesellschaft tagt an der Uni Halle

26.09.2017 | Veranstaltungen

Unsere Arbeitswelt von morgen – Polarisierendes Thema beim 7. Unternehmertag der HNEE

26.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Europas erste Testumgebung für selbstfahrende Züge entsteht im Burgenland

26.09.2017 | Verkehr Logistik

Nerven steuern die Bakterienbesiedlung des Körpers

26.09.2017 | Biowissenschaften Chemie

Mit künstlicher Intelligenz zum chemischen Fingerabdruck

26.09.2017 | Biowissenschaften Chemie