Bei Menschen mit Alzheimer-Erkrankung hat die Tiefe Hirnstimulation des neuronalen Bereichs zwischen Fornix (grün) und dem Kerngebiet der Stria terminalis (blau) die stärksten positiven Effekte gezeigt. Zusätzlich sind die beiden Hirnstrukturen Thalamus (rosa) und Hippocampus (gelb) sowie die Stimulationselektroden dargestellt.
Ein Hirnschrittmacher könnte die Alzheimer-Erkrankung besser behandelbar machen. Forscher*innen der Charité haben im Gehirn von Alzheimer-Patient*innen ein spezifisches Netzwerk ausgemacht, dessen Stimulation mit einer Linderung der Symptome einherging.
Die Alzheimer-Krankheit ist die häufigste Ursache von Demenzerkrankungen, bislang aber nicht gut behandelbar. Eine mögliche zukünftige Therapieform könnte die Tiefe Hirnstimulation sein. Die Forschenden hoffen, dass die Studie den Weg für weiterführende Untersuchungen ebnet.
Zufallsbeobachtung als Ausgangspunkt
Alzheimer gehört wie Parkinson zu den neurodegenerativen Erkrankungen, eine mögliche therapeutische Anwendung der Tiefen Hirnstimulation wäre daher naheliegend. Doch für eine sichere und wirksame Behandlung müssen die zu stimulierenden Zielregionen im Gehirn ganz genau bekannt sein.
Ausgangspunkt der Studie, war eine Zufallsbeobachtung im Rahmen einer kanadischen Untersuchung. „Die Tiefe Hirnstimulation löste bei einem Patienten, der aufgrund einer Adipositas behandelt wurde, Flashbacks – also plötzliche Erinnerungen aus Kindheit und Jugend – aus“, sagt Erstautorin Dr. Ana Sofía Ríos von der Charité. Demnach habe die Vermutung nahegelegen, dass sich die stimulierte Hirnregion möglicherweise auch bei der Alzheimer-Therapie eignen könnte. Die betreffende Hirnregion befindet sich im Bereich des Fornix.
Um dem nachzugehen, implantierten Forschende an sieben internationalen Zentren in einer weiteren multizentrischen Studie bei an leichtem Alzheimer erkrankten Teilnehmenden Elektroden in diesem Bereich des Fornix. „Bei den meisten Patient*innen zeigte sich leider keine Verbesserung der Alzheimer-Symptomatik. Doch einige wenige Studienteilnehmende profitierten deutlich von der Behandlung“, sagt Dr. Ríos. „Wir wollten herausfinden, wie dieser Unterschied zustande kam und verglichen dafür die genaue Position der Elektroden zwischen den Studienteilnehmenden.“
Die Forschungsgruppe um Prof. Horn hat sich darauf spezialisiert, hochaufgelöste Bilder des Gehirns, die mithilfe der Kernspintomographie aufgenommen werden, zu analysieren und in Kombination mit Computermodellen die optimalen Stimulationspunkte für eine THS im Gehirn hochpräzise aufzuspüren. „Eine besondere Herausforderung dabei ist: Jedes Gehirn ist anders. Und das spielt bei der Implantierung der Elektroden eine große Rolle“, sagt Prof. Horn. „Liegt man nur wenige Millimeter daneben, bleibt der erwartete Effekt unter Umständen aus.“
Bei dem Großteil der Studienteilnehmenden war das der Fall. Das Forschungsteam um Prof. Horn konnte aber bei denjenigen Alzheimer-Patient*innen, bei denen die Tiefe Hirnstimulation anschlug, die genaue Position der Elektroden anhand der Bilddaten im Nachgang exakt bestimmen. „Sie liegt an einer Zweigstelle zwischen zwei Nervenfaserbündeln – dem Fornix und der Stria terminalis –, die tiefgelegene Hirnregionen miteinander verbinden. Beide Strukturen werden mit der Gedächtnisfunktion in Verbindung gebracht“, erklärt der Neurowissenschaftler.
Bis die THS für die Behandlung von Alzheimer zugelassen und eingesetzt werden kann, sind noch weiterführende klinische Studien nötig. Die Ergebnisse des Forschungsteams um Prof. Horn stellen dafür eine wichtige Grundlage dar. „Wenn unsere Daten dabei helfen, dass die Elektroden im Rahmen neurochirurgischer Studien zur Erprobung der THS bei Alzheimer zielgenauer platziert werden können, wäre das großartig“, sagt Prof. Horn. „Denn für Alzheimer benötigen wir dringend eine wirksame und symptomlindernde Therapie, um den Patientinnen und Patienten helfen zu können – die THS ist dafür ein vielversprechender Ansatz.“
In künftigen Forschungsarbeiten wird das Team um Prof. Horn weitere Netzwerke von Nervenzellen im Gehirn untersuchen und präzisieren, die für mögliche Therapien von Demenzerkrankungen relevant sein könnten. Dabei werden sich die Forschenden unter anderem Bereiche mit Hirnschädigungen genauer anschauen und neben Zielorten für die THS auch solche für andere Verfahren der Neurostimulation in ihre Untersuchungen einbeziehen.
Tiefe Hirnstimulation
Die Tiefe Hirnstimulation ist in Deutschland bereits zur Behandlung von neurologischen Bewegungsstörungen wie Morbus Parkinson, Dystonie sowie neuropsychiatrische Erkrankungen wie die Zwangsstörung zugelassen.
Im Gehirn werden dafür feinste Elektroden implantiert, die fortwährend schwache, kurze elektrische Impulse an die jeweiligen Hirnregionen abgeben. Die Elektroden verbleiben dauerhaft im Gehirn und sind über Kabel, die unter der Haut verlaufen, an einen Schrittmacher im Brustraum angeschlossen. Über ihn können Stromstärke und Frequenz angepasst werden.
Quelle: Charité - Universitätsmedizin Berlin
