Forscher optimieren die tiefe Hirnstimulation

Bei der tiefen Hirnstimulation (THS) werden Mikroelektroden meist in den Nucleus subthalamicus implantiert, ein Kerngebiet in den Basalganglien, das durch die Parkinson-Erkrankung überaktiv ist. Die Elektroden sind über feine implantierte Kabel mit dem eigentlichen »Hirnschrittmacher« verbunden. Mit schwachen Stromstößen hemmen oder modulieren sie bestimmte Hirnregionen.

Das Verfahren kann die Lebensqualität deutlich verbessern und jungen Parkinson-Patienten mitunter wieder ein Berufsleben ermöglichen. Der Wirkmechanismus ist jedoch noch nicht vollständig verstanden. »Letztlich geht man davon aus, dass durch die hochfrequente kontinuierliche Stimulation eine abnorme neuronale Aktivität im Zielgebiet unterdrückt wird«, erklärte Professor Dr. Andrea Kühn von der Charité Berlin bei einer Online-Pressekonferenz der Deutschen Gesellschaft für Parkinson und Bewegungsstörungen (DPG). Die Ärztin erläuterte neue Konzepte der direktionalen und der adaptiven THS.

Bei der sogenannten direktionalen Stimulation werden moderne segmentierte Elektroden implantiert, die eine Steuerung des elektrischen Felds und damit eine optimale Stimulierung ermöglichen, auch wenn die Elektroden nicht ganz exakt im Kernfeld des Nucleus subthalamicus sitzen. »Damit ist eine sehr individuelle Anpassung des Stimulationsfelds möglich und es resultiert ein besserer motorischer Effekt mit weniger Nebenwirkungen«, berichtete die Leiterin der Sektion Bewegungsstörungen und Neuromodulation am Campus Charité-Mitte.

Eine weitere Neuerung ist die adaptive, also Feedback-kontrollierte Stimulation. 2021 soll eine erste klinische Studie in Deutschland und den USA starten. »Eine bedarfsgerechte Steuerung der Stimulation ist sinnvoll, weil Bewegungsstörungen im Tagesverlauf schwanken«, so Kühn. Denn eigentlich solle die Stimulation nur in Phasen schlechter Beweglichkeit oder zur Unterdrückung von Tremor oder unwillkürlichen Bewegungen aktiviert werden. Dazu müsse man aber das jeweilige Symptom, zum Beispiel Tremor (Zittern) oder Rigor (Muskelsteifigkeit), quantifizieren.

Als Biomarker, der verlässlich den motorischen Status eines Parkinson-Patienten widerspiegelt, haben die Forscher ein neuronales Signal aus dem Nucleus subthalamicus identifiziert: eine synchrone oszillatorische Aktivität im sogenannten Beta-Frequenzbereich um 20 Hertz. Je ausgeprägter die Beta-Aktivität, umso stärker sei der Patient motorisch durch Bradykinese (verlangsamte Bewegungen) und Rigor beeinträchtigt. Sie kann durch die Levodopa-Medikation und die Stimulation beeinflusst werden. Die adaptive Stimulation werde nur dann ausgelöst, wenn die Beta-Aktivität eine bestimmte Schwelle überschreitet, erklärte Kühn. »Dies verbessert unmittelbar die Beweglichkeit des Patienten.«

Generell sei die THS nebenwirkungsärmer geworden, berichtete die Forscherin vor der Presse. Die Operation selbst berge »ein relativ geringes Risiko«; es könnten aber Blutungen und Infektionen auftreten. Heute sei eine optimale Patientenauswahl möglich und durch bessere Bildgebung des Zielgebiets erziele der Neurochirurg eine höhere Treffsicherheit bei der Implantation der Elektroden.

Bei der chronischen THS sind unerwünschte Effekte wie Dysarthrie (Sprechstörung) und ausgeprägte Bradykinese bekannt. Diese könnten durch eine bedarfsgerechte intermittierende Stimulation positiv beeinflusst werden, hofft Kühn. Hyperdopaminerge Verhaltensstörungen wie Impulskontrollstörungen bei Parkinson-Patienten könnten ebenfalls gebessert werden. Unbedingt müsse die Medikation angepasst werden, denn die THS reduziere den Arzneimittelbedarf um etwa 50 Prozent.