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Zusammenfassung 2

Untersuchung und Modulation kortikaler Inhibition mittels transkranieller Magnetstimulation

Andreas Vlachos, Klaus Funke und Ulf Ziemann

Zusammenfassung
Die Transkranielle Magnetstimulation (TMS) ist eine nicht-invasive Hirnstimulationstechnik, die zu diagnostischen, therapeutischen und wissenschaftlichen Zwecken in der Neurologie und Psychiatrie eingesetzt wird. Sie beruht auf dem physikalischen Grundprinzip der elektromagnetischen Induktion und ermöglicht die lokale Aktivierung kortikaler Areale durch den intakten Schädel des wachen Probanden oder Patienten. Eine sogenannte repetitive TMS (rTMS) kann zu anhaltenden Veränderungen der kortikalen Erregbarkeit führen. Die TMS stellt somit einen vielversprechenden Ansatz zur nicht-invasiven Untersuchung neuronaler Netzwerke, sowie deren lang anhaltender Beeinflussung dar. Trotz ihres mittlerweile breiten klinischen Einsatzes, sind die zellulären und molekularen Wirkmechanismen der TMS noch nicht genau geklärt. Etablierte Therapiekonzepte gehen von einer Wiederherstellung einer krankheitsbedingt veränderten kortikalen Erregbarkeit aus, die auf einer „Langzeit-Potenzierung“ oder „Langzeit-Depression“ erregender Synapsen beruhen könnte. Tatsächlich zeigen tierexperimentelle Studien, dass die rTMS in der Lage ist, anhaltende Veränderungen erregender Neurotransmission zu bewirken. Es bleibt allerdings unklar, auf welche Weise synaptische Veränderungen, die durch eine elektromagnetische Aktivierung der Hirnrinde bewirkt werden und demnach nicht kontext- oder verhaltensspezifisch sind, einen positiven Einfluss auf Hirnfunktionen haben. Neuere Befunde deuten nun darauf hin, dass die rTMS in der Lage ist, neben erregenden auch hemmende neuronale Netzwerke anhaltend zu beeinflussen. So gelang es nachzuweisen, dass 10 Hz repetitive Magnetstimulation zu einer kalziumabhängigen „Langzeit-Depression“ inhibitorischer GABAerger Synapsen führt. Da der Verminderung hemmender Neurotransmission (=Disinhibition) eine wichtige Rolle bei der Bahnung assoziativer Plastizität erregender Synapsen beigemessen wird, ist davon auszugehen, dass rTMS-induzierte Disinhibition die Ausbildung kontext- und verhaltensspezifischer synaptischer Veränderungen begünstigt. Das Modell der rTMS-induzierten lokalen Disinhibition bietet somit einen attraktiven Erklärungsansatz für die Beobachtung, dass eine scheinbar unspezifische exogene Magnetstimulation spezifische endogene strukturelle, funktionelle und molekulare Veränderungen kortikaler Synapsen fördern könnte. Untersuchungen zu Wirkungen rTMS-induzierter Disinhibition auf synaptische Plastizität in geeigneten Tiermodellen (in vitro und in vivo) sind Gegenstand aktueller Forschung. Neben ihrem diagnostischen und therapeutischen Potenzial stellt die TMS somit auch einen vielversprechenden methodischen Ansatz zur Durchführung klinisch orientierter translationaler Plastizitätsstudien dar.

Keywords: nicht-invasive Hirnstimulation; synaptische Plastizität; Disinhibition; Interneurone

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