Transkranielle Magnetstimulation

Informationen werden im Gehirn in Form von elektrischen Signalen übertragen. Diese Erregungsweiterleitungen verlaufen nicht über einen Kern, sondern über die Hülle, die im Organismus als Markscheiden vorhanden sind. Diese lassen sich durch Magnetfelder stimulieren und hemmen.

Zu diesem Zweck gibt es ein nicht-invasives Verfahren, das als Werkzeug der Grundlagenforschung des menschlichen Gehirns und zur Diagnose konzipiert wurde. Es nennt sich transkranielle Magnetstimulation, mit der ein zeitlich veränderbares Magnetfeld die elektrische Aktivität im Gehirn beeinflusst und so zu positiven Veränderungen bei verschiedenen Beschwerden und Störungen führen soll.

Inhaltsverzeichnis

Was ist die Transkranielle Magnetstimulation?

Die Transkranielle Magnetstimulation dient dazu, durch ein zeitlich veränderbares Magnetfeld die elektrische Aktivität im Gehirn zu beeinflussen und so zu positiven Veränderungen bei verschiedenen Beschwerden und Störungen zu führen.

Erkrankungen des zentralen Nervensystems betreffen häufig die Markscheiden. Diese sind eine mehrschichtige Struktur aus Myelin, die eine Nervenfaser, auch als Axon bezeichnet, spiralförmig umschließt. Dort werden Reize durch Erkrankungen langsamer weitergeleitet. Zum anderen gibt es Erkrankungen, bei denen es zu einem Ausfall aller Nervenzellen kommt. Durch die transkranielle Magnetstimulation ist es möglich, zwischen beiden Erkrankungen zu unterscheiden und die dort verlaufenden Vorgänge zu messen.

Schon im 19. Jahrhundert experimentierte der französische Arzt Jacques-Arsène d’Arsonval mit diesem Verfahren, verwendete Starkstromspulen, um nachzuweisen, dass Impulse im Gehirn elektrische Reaktionen auslösen. Versuche unternahm der Mediziner an sich selbst und an Probanden, die dadurch Kreislaufstörungen bis Bewusstseinsverluste erlebten.

Erstmals in moderner Variante wurde die Methodik schließlich 1985 von dem Physiker Anthony Barker vorgestellt. Dabei wurde durch die Magnetstimulation der motorische Kortex stimuliert, um den Verlauf der motorischen Bahnen zu untersuchen, was sich bald als neurologische Diagnostik durchgesetzt hat, da diese Prozedur fast ohne Unannehmlichkeiten für den Patienten verläuft. Eine direkte elektrische Reizung des Schädels dagegen, die in der Praxis auch häufig Anwendung fand, verursacht Schmerzen und Nebenwirkungen.

Der motorische Kortex wiederum ist die Hirnregion, die für die Ansteuerung aller Muskeln zuständig ist. Daher wirkt die Stimulation als ein kurzes Muskelzucken. Kommt es dabei zu messbaren Verzögerungen im Gehirn oder Rückenmark, kann darüber bestimmt werden, inwieweit die Leitungszeit verlangsamt oder ganz blockiert wird und ob damit verbunden Funktionsstörungen vorliegen.

Funktion, Wirkung & Ziele

Die transkranielle Magnetstimulation basiert auf dem physikalischen Prinzip der Induktion. Eine Magnetspule, die direkt über den Schädel des Patienten gehalten wird, erzeugt ein Magnetfeld, das ungehindert durch den Schädel ins Gehirn dringt und dort elektrischen Strom bewirkt. Das Magnetfeld ist dabei im rechten Winkel zum elektrischen Wirkungsfeld und zur Spulenebene ausgerichtet, wird durch den Schädel nicht abgeschwächt und dient als Eingang für die elektrische Stimulation des Kortex. Übersteigt die Stromfrequenz die Reizschwelle der Pyramidenfasern, die im Motorkortex verlaufen, entsteht ein transaxonaler Stromfluss. Dieser führt zur Erregung der sich dort befindenden Nervenzellen und löst im Gehirn Aktionspotentiale aus.

Erfolgt eine Anwendung regelmäßiger und rasch aufeinanderfolgender Einzelstimulationen, wird von einer repetitiven transkraniellen Magnetstimulation gesprochen. Die Effekte im Gehirn unterscheiden sich je nach Frequenz und Anwendung. Der genaue Mechanismus ist komplex. Dabei kommt es auch zu inter- und intrakortikalen Hemmungen in verschiedenen Hirnregionen.

Im Schädelinneren, genauer im Axon, beginnt eine Depolarisation, die sich über den Zellkörper der Neuronen ausbreitet und zu einer Erregungsschwelle führt. Ein Problem der Magnetstimulation ist die räumliche Auflösung, da unklar ist, inwieweit miteinander verbundene Regionen tatsächlich durch Stimulierung die Zielregion erreichen. Die Diagnostik kann daher nur vage über die stimulierte Hirnregion erfolgen.

Eingesetzt wird die transkranielle Magnetstimulation in der Neurologie und Psychiatrie, ebenso auf dem Gebiet der neurowissenschaftlichen Forschungen. Sie wird hauptsächlich für Untersuchungen der Bahnen im Rückenmark und in der Großhirnrinde genutzt. Dabei wird der motorische Kortex durch Einzelimpulse stimuliert.

Durch die transkranielle Magnetstimulation werden nicht nur neurologische Diagnosen gestellt, sondern insbesondere neurologische Erkrankungen behandelt. Darunter fallen z. B. Epilepsie, Apoplexie, Morbus Parkinson oder Tinnitus. Auch bei affektiven Störungen, Schizophrenie und Depressionen ist die Stimulation hilfreich.

Das konnte bei schweren Formen der Depression besonders gut nachgewiesen werden, bei denen auch die Einnahme von Psychopharmaka keine Besserung bewirkt hat. Die antidepressive Wirksamkeit könnte darauf zurückzuführen sein, dass Parallelen zwischen der Elektrokrampftherapie und der transkraniellen Magnetstimulation bestehen, auch wenn Unterschiede bestehen, so dass z. B. eine generalisierte elektrische Erregung der regionsspezifisch kortikalen Stimulation gegenüber steht.

Untersuchungen zeigten allerdings, dass es bei schwer Depressiven zu einem verminderten Glukose-Stoffwechsel und einer reduzierten neuronalen Aktivität in verschiedenen Hirnarealen kommt, die durch Magnetstimulation angeregt bzw. aktiviert und gesteigert werden können, so einmal im Blutfluss als auch im Glukose-Stoffwechsel. Die Wirkung setzt auf Neurotransmitterebene ein, ähnlich wie sich die Einnahme von Antidepressiva im Gehirn auswirkt. Dennoch hat sich die Methode noch nicht in der allgemeinen psychiatrischen Praxis durchsetzen können.

Erkrankungen wie Multiple Sklerose sind Erkrankungen genau in der Region, die messbar ist, im Gehirn und Rückenmark, so führen Magnetstimulationen zu Veränderungen und können diagnostiziert werden. Migräne oder Epilepsie weisen ebenfalls eine Veränderung der Reizschwellen auf.

Gute Ergebnisse, wenn auch noch nicht genügend erforscht, zeigt die transkranielle Magnetstimulation auch bei Manien, posttraumatischen Belastungsstörungen, hier in einer niederfrequenten Anwendung, bei Zwangsstörungen als hochfrequente Anwendung, und bei Katatonie-Fällen.

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Risiken, Nebenwirkungen & Gefahren

Die Verträglichkeit der Magnetstimulation ist im Großen und Ganzen für den Patienten weniger belastend und schmerzfrei. Einige Nebenwirkungen wurden dennoch beschrieben, so klagten Patienten beispielsweise über starke Kopfschmerzen, die aber wieder abklangen. Ein weiterer Nebeneffekt der Behandlung kann ein epileptischer Anfall sein, der durch die Stimulation und Reizung der Nervenzellen ausgelöst wird, was wiederum die Anwendung speziell im Bereich der Epilepsie zu einem größeren Risiko macht.

Bücher über das Gehirn

Quellen

  • Berlit, P.: Basiswissen Neurologie. Springer, Berlin 2007
  • Hacke, W.: Neurologie. Springer, Heidelberg 2010
  • Pschyrembel: Klinisches Wörterbuch. 266. Auflage, de Gruyter, Berlin 2014

Von Ärzten geprüft und nach hohen wissenschaftlichen Standards verfasst
Dieser Artikel wurde anhand medizinischer Fachliteratur, aktuellen Forschungsergebnissen und Studien erstellt und von einem Mediziner vor Veröffentlichung geprüft.

Autor

Experte: Dr. med. Nonnenmacher
Autor: Medizinredaktion
Aktualisiert am: 23. November 2018

Mein Name ist Dr. med. Albrecht Nonnenmacher. Ich bin leitender Oberarzt für Innere Medizin & Pneumologie. Als medizinischer Experte gewährleiste ich mit meiner langjährigen beruflichen Erfahrung die medizinische Qualitätsicherung hier auf MedLexi.de. So kann ich Ihnen helfen, Ihre Gesundheit besser zu verstehen.

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Kommentare und Erfahrungen von anderen Besuchern

Henker kommentierte am 17.09.2017

Ich wurde letztes Jahr an der HWS operiert und bekam einen Cage zwischen 5. und 6. Halbswirbel. Da die Ärzte aber leider mit der OP zu lange gewartet haben und beim Bandscheibenvorfall leider das Rückenmark abgedrückt wurde, habe ich seither eine Rückenmarksschädigung, die sich in der linken Hand sowie beider Füße auswirkte. Nach drei Monaten nach der OP hatte ich eine ambulante Reha, wobei ich am letzten Tag die TMS Untersuchung bekam. Leider fingen die Probleme mit dieser Untersuchung an. Mich stromten seither extreme elektrische Schläge am ganzen Körper, 24 Stunden lang. Leider reagierte keiner meiner Ärzte auf dieses Problem. Es war keiner mehr erreichbar. Ich war am Ende. Nur durch fünfmonatiges Akupunktieren brachte ich es um 75% weg. Leider will keiner meiner Ärzte aussagen, ob bei mir durch das Halsimplantat und der Schädigung im Rückenmarkskanal, diese Untersuchung überhaupt hätte durchgeführt werden dürfen. Haben die Ärzte einen Fehler gemacht?