Neurostimulation soll das "Schmerzgedächtnis" löschen

Europäischer Schmerzpreis an Aachener Forscher

Häufige Schmerzattacken können zu langfristigen Veränderungen der neuronalen Schmerzverarbeitung führen: Dieses Schmerzgedächtnis durch elektrische Neurostimulation zu schwächen oder gar auszulöschen, ist Ziel der Studien zur „Langzeithemmung der Schmerzverarbeitung beim Menschen“ der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Jens Ellrich (Universitätsklinikum Aachen). Für ihre Arbeiten wurde die Gruppe jetzt mit dem Europäischen Preis für Schmerzforschung 2005 ausgezeichnet. Der sog. EFIC Grünenthal Grant wird von der European Federation of IASP Chapters (EFIC, deutsche Sektion ist die DGSS) verliehen und gestiftet von der Grünenthal GmbH. Im Experiment konnten Ellrich und seine Mitarbeiter bereits zeigen, dass eine elektrische Niederfrequenzstimulation das Schmerzempfinden für Stunden reduziert. Mittels elektrophysiologischer, psychophysischer und bildgebender Methoden soll die schmerzlindernde Wirkung beim Menschen untersucht werden.

Steter Tropfen höhlt den Stein

So wie der stete Tropfen sprichwörtlich den Stein höhlt, führen wiederholte Reize zu dauerhaften Veränderungen der Funktionsweise unseres Gehirns. Diese Fähigkeit des Zentralnervensystems auf äußere Einflüsse zu reagieren, bildet die Grundlage für Lernen und Gedächtnis. Experimente an Nervenzellen der Hippokampusregion zeigen, dass wiederholte, starke elektrische Reize dauerhaft die Übertragung von Informationen an den Schaltstellen zwischen den Nervenzellen, den Synapsen, verstärken (Langzeitpotenzierung). „Diese plastischen Veränderungen der Signalübertragung an Synapsen werden durch eine niederfrequente elektrische Stimulation aufgehoben und in den Ausgangszustand versetzt, was als Langzeithemmung definiert ist“, erklärt Prof. Ellrich seinen Ansatz. Aktuelle Experimente weisen die Phänomene Langzeitpotenzierung und Langzeithemmung auch in Nervenzellen nach, die speziell für die Verarbeitung von Schmerzen verantwortlich sind. „So wie wir uns durch mehrmaliges Wiederholen Telefonnummern oder den Hochzeitstag merken, können vermutlich wiederholte Schmerzattacken Spuren in Rückenmark und Gehirn hinterlassen und eine Chronifizierung verursachen im Sinne einer Langzeitpotenzierung“, erklärt Ellrich, „deswegen spricht man auch vom Schmerzgedächtnis.“

Niederfrequente Ströme hemmen die Schmerzverarbeitung

Ausgehend von den Experimenten im Hippokampus sollte es möglich sein, das Schmerzgedächtnis durch niederfrequente elektrische Stimulation auch wieder zu löschen. Tatsächlich konnte man bei gesunden Versuchspersonen die Schmerzverarbeitung durch eine 20minütige elektrische Stimulation mehr als eine Stunde lang signifikant hemmen. „Vor einem möglichen Einsatz der Langzeithemmung am Schmerzpatienten steht natürlich die Aufklärung des Mechanismus’“, so Prof. Ellrich. So soll die geänderte Verarbeitung schmerzhafter Reize im Gehirn von Versuchspersonen mithilfe der funktionellen Magnetresonanztomografie und der Elektroenzephalografie untersucht werden. Die Kombination dieser Methoden ermöglicht die Identifizierung derjenigen Hirnareale, deren Aktivität bei Schmerzen moduliert wird und die aktiv an dem Effekt der Langzeithemmung beteiligt sind. Die geplanten Experimente sollen helfen, neue effektive Therapien für Patienten mit chronischen Schmerzen zu erarbeiten.

Ansprechpartner

Prof. Dr. Jens Ellrich, Lehr- und Forschungsgebiet Experimentelle Neurochirurgie, Neurochirurgische Klinik, Medizinische Fakultät der RWTH Aachen, Pauwelsstrasse 30, 52074 Aachen, Tel. 0241/80-89521, Fax 0241/80-82491, E-Mail: jellrich@ukaachen.de