Transkranielle Magnetstimulation

Medizinische Expertise: Dr. med. Nonnenmacher
Qualitätssicherung: Dipl.-Biol. Elke Löbel, Dr. rer. nat. Frank Meyer

Letzte Aktualisierung am: 5. September 2026

Dieser Artikel wurde unter Maßgabe medizinischer Fachliteratur und wissenschaftlicher Quellen geprüft.

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Informationen werden im Gehirn in Form von elektrischen Signalen übertragen. Diese Erregungsweiterleitungen laufen entlang der Nervenfasern, die von einer Hülle umgeben sind, der Markscheide. 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, bei der ein zeitlich veränderbares Magnetfeld die elektrische Aktivität im Gehirn beeinflusst und so zu positiven Veränderungen bei verschiedenen Beschwerden und Störungen führen soll.

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 die Nervenzellen und ihre Fortsätze selbst zugrunde gehen. 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 Magnetfelder im Gehirn elektrische Reaktionen auslösen. Versuche unternahm der Mediziner an sich selbst und an Probanden, die dadurch Kreislaufstörungen bis hin zu Bewusstseinsverlusten 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 zeigt sich 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 verbundene Funktionsstörungen vorliegen.

Das Gerät besteht im Kern aus einem Kondensatorspeicher und einer handgeführten Spule. Beim Auslösen entlädt sich der Speicher innerhalb von Bruchteilen einer Millisekunde in die Spulenwicklung; das dabei aufgebaute und sofort wieder zusammenbrechende Magnetfeld ist der eigentliche Wirkfaktor des Verfahrens. Von der Bauform der Spule hängt ab, wie tief und wie eng gebündelt gereizt wird: Eine Rundspule wirkt großflächig und wird vor allem für die Reizung an Rückenmark und Nervenwurzeln genutzt; eine Spule in Form einer Acht bündelt das Feld an der Kreuzungsstelle der beiden Wicklungen und erlaubt es, ein umschriebenes Rindenfeld anzusteuern. Für tiefer gelegene Regionen wurden Sonderbauformen entwickelt, die allerdings Genauigkeit gegen Eindringtiefe eintauschen.

Für den Untersuchten läuft eine diagnostische Sitzung unauffällig ab. Er sitzt oder liegt, eine Betäubung ist nicht nötig, und er kann die Untersuchung jederzeit abbrechen. Spürbar sind ein Klopfen auf der Kopfhaut, ein Zusammenziehen der darunterliegenden Kopfmuskeln und das laute Klicken der Spule. Die Muskelantwort wird mit Klebeelektroden über dem Zielmuskel abgeleitet, meist an Hand oder Fuß. Anschließend wird derselbe Nerv auf seinem weiteren Weg gereizt, in der Regel an der Nervenwurzel nahe der Wirbelsäule. Aus der Differenz der beiden Laufzeiten ergibt sich, wie lange das Signal für den Abschnitt innerhalb des zentralen Nervensystems gebraucht hat. Diese Größe – die zentrale motorische Leitungszeit – ist der eigentliche Messwert der diagnostischen Anwendung. Erhoben wird außerdem die Reizstärke, die überhaupt nötig ist, um eine Antwort auszulösen; sie wird als motorische Schwelle bezeichnet und dient zugleich als Bezugsgröße, an der sich die Reizstärke einer späteren Behandlungsreihe ausrichtet.

Die Untersuchung steht damit in einer Reihe mit anderen Verfahren der neurologischen Funktionsdiagnostik. Die Elektromyographie beurteilt den Muskel und den ihn versorgenden Nerv, die Messung der Nervenleitgeschwindigkeit die peripheren Nervenbahnen; die Magnetstimulation ergänzt beide um den Abschnitt zwischen Hirnrinde und Nervenwurzel, der den anderen Verfahren nicht zugänglich ist.

Funktion, Wirkung & Ziele

Erfolgt eine Anwendung regelmäßiger und rasch aufeinanderfolgender Einzelstimulationen, wird von einer repetitiven transkraniellen Magnetstimulation gesprochen. Diese Unterscheidung ist wesentlich: Die Diagnostik arbeitet mit Einzelimpulsen, therapeutisch eingesetzt wird dagegen die repetitive Form (rTMS) über mehrere Sitzungen hinweg. 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 zum Überschreiten der Erregungsschwelle führt. Ein Problem der Magnetstimulation ist die räumliche Auflösung, da unklar ist, inwieweit die Stimulation tatsächlich nur die Zielregion erfasst und nicht auch die mit ihr verbundenen Nachbarregionen. Die Diagnostik kann daher nur vage über die stimulierte Hirnregion erfolgen.

An diesem Punkt setzt eine Weiterentwicklung des Verfahrens an. Wird vor der Untersuchung eine Schnittbildaufnahme des Kopfes angefertigt, lässt sich die Spule mit Hilfe eines Kamerasystems in Bezug zum individuellen Gehirn setzen und über der gewünschten Windung führen; die Position wird gespeichert und kann bei späteren Sitzungen wieder angefahren werden. Diese neuronavigierte Anwendung verbessert die Treffsicherheit, hebt die grundsätzliche Unschärfe aber nicht auf, denn gereizt wird stets ein Feldbereich und nicht ein Punkt, und die angesteuerte Region ist mit weiteren Regionen verschaltet, deren Aktivität sich mitverändert. Für die Forschung ist gerade das nützlich: Eine kurze Störung einer Region während einer Aufgabe zeigt, welchen Beitrag diese Region zu der Aufgabe leistet – ein Vorgehen, das als vorübergehende und umkehrbare Funktionsausschaltung beschrieben wird und das erlaubt, Ursache und Wirkung zu trennen, wo bildgebende Verfahren nur ein zeitgleiches Mitarbeiten zeigen.

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.

In der Diagnostik dient sie vor allem der Frage, ob die Bahn vom Rindenfeld bis zum Muskel unterbrochen oder verlangsamt ist. Das ist bei Erkrankungen mit Schädigung der Markscheiden von Bedeutung, bei Druckschäden des Rückenmarks etwa durch einen Bandscheibenvorfall oder eine Einengung des Wirbelkanals, bei Erkrankungen, die die motorischen Nervenzellen selbst zugrunde gehen lassen, wie der amyotrophen Lateralsklerose, sowie bei der Abgrenzung einer Lähmung mit fassbarer Ursache von einer Bewegungsstörung ohne körperlichen Befund. Auch nach einem Schlaganfall wird sie eingesetzt, um abzuschätzen, ob die Bahn erhalten geblieben ist; das ist für die Aussicht auf eine Erholung der Bewegungsfähigkeit von Belang. Die Untersuchung ergänzt dabei andere Verfahren, ersetzt sie aber nicht: Über die Ursache einer Schädigung sagt sie nichts, sie beschreibt nur deren Auswirkung auf die Leitung.

Durch die transkranielle Magnetstimulation werden nicht nur neurologische Diagnosen gestellt, sondern es werden auch neurologische Erkrankungen behandelt. Darunter fallen z. B. Epilepsie, der Schlaganfall, Morbus Parkinson oder Tinnitus. Bei diesen Erkrankungen ist der therapeutische Nutzen bislang allerdings nicht gesichert; die Anwendung erfolgt überwiegend im Rahmen von Studien. Besser belegt ist die Wirkung bei Depressionen und anderen affektiven Störungen. Bei der Schizophrenie nennt die Leitlinie der Fachgesellschaft sie ebenfalls, aber enger gefasst: nur, wenn Medikamente nicht ausreichend wirken, und nur für anhaltendes Stimmenhören und für Negativsymptome – bei Letzteren mit dem ausdrücklichen Hinweis, dass viele Patienten nicht darauf ansprechen.

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. Anders als die Elektrokrampftherapie kommt die Magnetstimulation zudem ohne Narkose aus und löst bewusst keinen Krampfanfall aus.

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 sowohl im Blutfluss als auch im Glukose-Stoffwechsel. Die Wirkung setzt auf Neurotransmitterebene ein, ähnlich wie sich die Einnahme von Antidepressiva im Gehirn auswirkt. Lange Zeit konnte sich die Methode nicht in der allgemeinen psychiatrischen Praxis durchsetzen. Inzwischen führt die S3-Leitlinie zur unipolaren Depression die repetitive Magnetstimulation als Behandlungsoption, wenn Medikamente nicht ausreichend wirken; angeboten wird sie vor allem an spezialisierten Kliniken.

Eine Behandlungsreihe unterscheidet sich im äußeren Ablauf deutlich von der Diagnostik. Der Patient sitzt in einem Behandlungsstuhl, die Spule wird an der zuvor bestimmten Stelle über der Stirnregion fixiert, und die Impulse werden in Serien mit Pausen dazwischen abgegeben. Behandelt wird an aufeinanderfolgenden Werktagen über mehrere Wochen, in der Regel ambulant; eine Betäubung ist nicht erforderlich, der Patient bleibt wach, kann sich unterhalten und anschließend ohne Weiteres nach Hause gehen oder Auto fahren. Neben den herkömmlichen Serien wird eine gebündelte Reizform untersucht, bei der die Impulse in kurzen Dreiergruppen abgegeben werden; sie verkürzt die einzelne Sitzung erheblich und macht es möglich, mehr Patienten am selben Gerät zu behandeln. Vor Beginn wird die Stelle über der Stirnregion festgelegt – entweder anhand fester Maße vom Ort der stärksten Handantwort aus oder, genauer, mit Hilfe der Neuronavigation.

Erkrankungen wie Multiple Sklerose betreffen genau die Bahnen in Gehirn und Rückenmark, die sich mit dem Verfahren messen lassen; Veränderungen der Leitungszeit können daher erfasst und für die Diagnose genutzt 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.

Von der transkraniellen Gleichstromapplikation, die ebenfalls ohne Eingriff auskommt, unterscheidet sich das Verfahren in der Wirkungsweise: Der schwache Gleichstrom verschiebt dort lediglich die Erregbarkeit der Nervenzellen, ohne selbst Impulse auszulösen, und liefert daher auch keine messbare Antwort, auf die sich eine Diagnostik stützen ließe. Die Magnetstimulation ist dafür apparativ aufwendiger, an einen festen Behandlungsplatz gebunden und deutlich teurer in der Anschaffung.

Das schlägt sich in der Verfügbarkeit nieder. Die diagnostische Einzelimpulsstimulation gehört zum Bestand der neurologischen Funktionsdiagnostik und wird an Kliniken wie in neurologischen Praxen angeboten. Die therapeutische Anwendung über mehrere Wochen wird von den gesetzlichen Krankenkassen dagegen nicht regelhaft vergütet; sie findet überwiegend im stationären oder teilstationären Rahmen sowie in Studien statt, was die Zahl der Behandlungsplätze begrenzt und Wartezeiten mit sich bringt. Wer eine Behandlung erwägt, klärt die Kostenfrage deshalb vorab mit der Klinik und der Krankenkasse.

Risiken, Nebenwirkungen & Gefahren

Systematisch erfasst wurden diese Risiken erst, als das Verfahren aus der Grundlagenforschung in die Anwendung überging. Heute richten sich Anwender nach international abgestimmten Sicherheitsempfehlungen, die Grenzwerte für Reizstärke, Frequenz, Länge der Serien und Dauer der Pausen festlegen. Sie sind aus den Bedingungen abgeleitet, unter denen es in früheren Untersuchungen zu einer unbeabsichtigten Ausbreitung der Erregung gekommen war. Werden diese Grenzen eingehalten, bleibt ein Anfall auch bei Behandlungsreihen ein sehr seltenes Ereignis. Erhöht ist das Risiko bei Menschen mit einer Anfallserkrankung in der Vorgeschichte, bei Entzug von Alkohol oder Beruhigungsmitteln, bei Schlafmangel und bei Medikamenten, die die Krampfschwelle senken; danach wird vor der ersten Sitzung gefragt, und der Behandlungsplatz ist auf den seltenen Fall vorbereitet.

Häufiger als diese seltenen Ereignisse sind harmlose Begleiterscheinungen. Neben den genannten Kopfschmerzen, die auf das Zusammenziehen der Kopfmuskeln unter der Spule zurückgehen, werden ein Ziehen im Gesicht, ein vorübergehendes Missempfinden an der Kopfhaut und Müdigkeit nach der Sitzung beschrieben. Sie nehmen im Verlauf einer Behandlungsreihe meist ab, weil sich die Betroffenen an die Empfindung gewöhnen. Der Gehörschutz ist dabei keine Formsache: Das Klicken der Spule erreicht kurzzeitig hohe Schalldruckwerte, und ohne Schutz sind vorübergehende Hörveränderungen beschrieben worden; besonders geachtet wird darauf bei Kindern und bei Menschen mit einer vorbestehenden Schwerhörigkeit. Wird ein Mensch mit einer bipolaren Erkrankung behandelt, wird zusätzlich auf einen Umschlag der Stimmung in Richtung Manie geachtet.

Die Gegenanzeigen beziehen sich auf Metall und Elektronik, auf die das Magnetfeld einwirken kann, weil es darin Ströme erzeugen, Bauteile erwärmen oder deren Steuerung stören kann; das betrifft den Kopfbereich ebenso wie die oben genannten implantierten elektrischen Geräte. Für unbewegliches Metall fern der Spule, etwa ein künstliches Gelenk, gilt das nicht; Zahnfüllungen und feste Zahnspangen sind kein Hindernis. Bei einer Schwangerschaft wird zurückhaltend verfahren, weil belastbare Erfahrungen fehlen – nicht, weil ein Schaden bekannt geworden wäre. Vor der ersten Anwendung wird deshalb regelmäßig eine Liste durchgegangen, die nach implantierten Geräten, Operationen am Kopf, Anfällen, Medikamenten und einer Schwangerschaft fragt; sie ist derselbe Vorgang, der auch vor einer Kernspintomographie üblich ist, und dient demselben Zweck.

Quellen

• Berlit, P. (Hrsg.): Klinische Neurologie.
  ISBN: 9783662606742

• Diener, H.-C., Steinmetz, H., Kastrup, O. (Hrsg.): Referenz Neurologie.
  ISBN: 9783132413870

• Vogel, P., Aroyo, I.: Kursbuch Klinische Neurophysiologie.
  ISBN: 9783132456792

• Falkai, P., Laux, G., Kapfhammer, H.-P., Möller, H.-J. (Hrsg.): Psychiatrie, Psychosomatik, Psychotherapie.
  ISBN: 9783662741702

• Diener, H.-C., Gerloff, C., Dieterich, M., et al. (Hrsg.): Therapie und Verlauf neurologischer Erkrankungen.
  ISBN: 9783170399662

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