Mit klas­si­schen THS-Sys­te­men ist es mög­lich, ein Hirn­are­al in indi­vi­du­ell ein­stell­ba­rer Fre­quenz und Stom­stär­ke elek­trisch zu sti­mu­lie­ren. Die Impuls­ga­be selbst erfolgt, ein­mal fein­jus­tiert, in einem regel­mä­ßi­gen Rhyth­mus. Die neue Genera­ti­on der Hirn­schritt­ma­cher gibt die Strom­schlä­ge dosier­ter ab – und zwar nur, wenn sie im Ziel­ge­we­be auch gebraucht wer­den. Mög­lich wird die an den Bedarf ange­pass­te Strom­zu­fuhr dadurch, dass das THS-Gerät um einen Sen­sor erwei­tert wird. Die­ser misst die Ner­ven­zel­lak­ti­vi­tät in meh­re­ren Gewe­bearea­len und lie­fert die Daten, die als Grund­la­ge zum Berech­nen der benö­tig­ten Impuls­stär­ke und ‑fre­quenz die­nen. Das Clo­sed-Loop-Implan­tat ver­ar­bei­tet die­se Infor­ma­ti­on mit Hil­fe aus­ge­feil­ter mathe­ma­ti­scher Model­lie­run­gen und Algo­rith­men in Echt­zeit. Inner­halb von Sekun­den­bruch­tei­len lie­fert das Sys­tem so die momen­tan nöti­gen Men­gen an Strom in die ver­schie­de­nen Hirn­be­rei­che.

Ers­te wis­sen­schaft­li­che Tests der neu­en Sys­te­me an Par­kin­son­pa­ti­en­ten lie­fer­ten bereits posi­ti­ve Resul­ta­te. So fand 2017 ein Team um Helen M. Bron­të-Ste­wart von der Stan­ford Uni­ver­si­ty her­aus, dass die neu­en Implan­ta­te bei getes­te­ten Par­kin­son­pa­ti­en­ten das für die Erkran­kung typi­sche Zit­tern stär­ker unter­drück­ten als eine her­kömm­li­che THS. Anfang 2018 erprob­ten For­scher um Alber­to Prio­ri von der Uni­ver­si­tät Mai­land die Clo­sed-Loop-Implan­ta­te an 13 Pro­ban­den. Wie bei einer Par­kin­son-THS zumeist üblich, sti­mu­lier­ten die Elek­tro­den den sub­tha­la­mi­schen Kern im Gehirn der Pati­en­ten. Die neue Tech­nik wirk­te; zudem war sie ver­träg­li­cher und neben­wir­kungs­är­mer als eine klas­si­sche THS. Letz­te­res bestä­tig­te eine wei­te­re Stu­die der Uni­ver­si­ty of Oxford. »Vor allem Sprach­schwie­rig­kei­ten oder Mus­kel­krämp­fe tre­ten sel­te­ner auf oder sind schwä­cher aus­ge­prägt«, berich­tet der lei­ten­de For­scher die­ser Stu­die, Anders Chris­ti­an Meid­ahl.

Deep brain sti­mu­la­ti­on elec­tro­de con­fi­gu­ra­ti­ons. (A) Con­ven­tio­nal quadri­po­lar elec­tro­de pro­du­cing a sphe­ri­cal elec­tri­cal field that may spread out­si­de the tar­get area, causing side effec­ts. (B) Mul­ti­po­lar 32 con­tact elec­tro­de that allows direc­tio­n­al stee­ring of the field, redu­cing the poten­ti­al for sti­mu­la­ti­on side effec­ts. ©Eight con­tact elec­tro­de with mul­ti­ple inde­pen­dent cur­rent con­trol (MICC), enab­ling the allo­ca­ti­on of com­ple­te­ly dif­fe­rent sti­mu­la­ti­on para­me­ters inde­pendent­ly to each elec­tro­de con­tact.

Zudem tüf­teln eini­ge For­scher unter­des­sen am Auf­bau und der Leis­tungs­fä­hig­keit der Elek­tro­den: Die neue Genera­ti­on erlaubt nach dem Ein­set­zen eine exak­te­re Aus­rich­tung des elek­tri­schen Felds und damit eine neben­wir­kungs­är­me­re Sti­mu­la­ti­on. Moder­ne nicht­in­va­si­ve Bild­ge­bungs­ver­fah­ren wie fMRT bie­ten die Chan­ce, die loka­len Effek­te der THS zu ana­ly­sie­ren und bes­ser zu ver­ste­hen.

Den voll­stän­di­gen Arti­kel von Chris­ti­an Jung, der sich als Par­kin­son­be­trof­fe­ner bereits selbst einer THS OP unter­zo­gen hat, lesen Sie in Spek­trum der Wis­sen­schaft „Gehirn und Geist“, Aus­ga­be vom März 2019.

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