Elektrische Gehirnstimulation: Neuronalen Schaltkreisen auf der Spur

In dem Aufsatz „Transcranial Alternating Current Stimulation Enhances Individual Alpha Activity in Human EEG“ („Transkranielle Wechselstrom-Stimulationen verstärken die individuellen Alpha-Aktivitäten im menschlichen EEG“), der kürzlich in der renommierten Fachzeitschrift „PLoS ONE“ veröffentlicht wurde, beschäftigen sich die WissenschaftlerInnen mit einem Verfahren, das die Hirnoszillationen des Menschen verändert.

Die Forschungsergebnisse könnten als Ausgangsbasis zur Therapie bei psychiatrischen Erkrankungen genutzt werden, wie zum Beispiel dem Aufmerksamkeits-Defizit/Hyperaktivitätssyndrom (ADHS).

Die elektrische Aktivität im menschlichen Gehirn besteht vorwiegend aus Schwingungen verschiedener Frequenzen. Diese Schwingungen sind Voraussetzung sowohl für motorische Prozesse als auch für kognitive Funktionen wie Aufmerksamkeit, Gedächtnis und Wahrnehmung. Bei zahlreichen neurologischen und psychiatrischen Erkrankungen verändern sich diese Schwingungen, was eine Störung der motorischen oder kognitiven Funktionen zur Folge hat. Abhilfe kann hier die elektrische Stimulation der gestörten Hirnregion schaffen, wie im Fall der tiefen Hirnstimulation bei Parkinson-Patienten.

Bisher erfordert dies jedoch die Implantation eines Hirnschrittmachers mit Elektroden, die tief ins Gehirn eingebracht werden müssen. Die Oldenburger WissenschaftlerInnen haben sich mit einer Methode beschäftigt, die eine weniger invasive Beeinflussung der Hirnaktivität verspricht. Bei der transkraniellen Wechselstrom-Stimulation (transcranial Alternating Current Stimulation tACS) werden zwei Elektroden auf der Kopfhaut platziert. Während der Stimulation wird für zehn Minuten ein schwacher, nicht spürbarer Wechselstrom appliziert. Bekannt war, dass eine solche Stimulation zu Wahrnehmungs- und Verhaltenseffekten führen kann. Über die genaue Wirkungsweise auf die neuronalen Schaltkreise des Gehirns gab es bislang keine Kenntnisse.

„Wir können nun aufzeigen, wie die transkranielle Wechselstrom-Stimulation die elektrischen Schwingungen im Gehirn moduliert“, erklärt Herrmann. Nach einer zehnminütigen Stimulation konnte im Elektroenzephalogramm (EEG) eine Zunahme der entsprechenden Schwingungen nachgewiesen werden. „Durch die plastische Veränderung neuronaler Synapsen hält dieser Effekt auch nach dem Ende der Stimulation an“, so Herrmann. Dies eröffne die Möglichkeit, preisgünstig und minimalinvasiv die veränderten Schwingungen elektrischer Hirnaktivität – wie wir sie bei psychischen Krankheiten vorfinden – wieder auf ein gesundes Maß anzuheben, und damit einher gehende kognitive Defizite zu beheben.

Kontakt: Prof. Dr. Christoph Herrmann, Institut für Psychologie, Tel.: 0441/798-4936, E-Mail: christoph.herrmann@uni-oldenburg.de