Home Medizin Verwendung der Tiefenhirnstimulation zur Kartierung dysfunktionaler Hirnschaltkreise, die mit vier Störungen in Zusammenhang stehen

Verwendung der Tiefenhirnstimulation zur Kartierung dysfunktionaler Hirnschaltkreise, die mit vier Störungen in Zusammenhang stehen

von NFI Redaktion

Forscher von Mass General Brigham haben eine Reihe von gestörten Verbindungen identifiziert, die mit Parkinson-Krankheit, Dystonie, Zwangsstörung und Tourette-Syndrom assoziiert sind und nicht ordnungsgemäß funktionieren.


Verwendung der Tiefenhirnstimulation zur Kartierung dysfunktionaler Hirnschaltkreise, die mit vier Störungen in Zusammenhang stehen









Faserbündel, die mit einer Symptomverbesserung nach tiefer Hirnstimulation bei Parkinson-Krankheit (grün), Dystonie (gelb), Tourette-Syndrom (blau) und Zwangsstörung (rot) verbunden sind. Bildquelle: Barbara Hollunder

Eine neue Studie unter der Leitung von Forschern von Mass General Brigham hat den Einsatz von Tiefenhirnstimulation (DBS) zur Kartierung eines „menschlichen Dysfunktom“ demonstriert – eine Ansammlung dysfunktionaler Gehirnschaltkreise, die mit verschiedenen Störungen verbunden sind. Das Team hat optimale Netzwerke im frontalen Kortex identifiziert, die für die Behandlung von Parkinson-Krankheit, Dystonie, Zwangsstörungen und Tourette-Syndrom verwendet werden könnten. Die Ergebnisse wurden in Naturneurowissenschaften veröffentlicht.

„Wir konnten die Hirnstimulation nutzen, um Schaltkreise präzise zu identifizieren und gezielt anzusprechen, die optimal für die Behandlung von vier verschiedenen Erkrankungen sind“, sagte Mitautor Andreas Horn, MD, PhD, vom Center for Brain Circuit Therapeutics in der Abteilung für Neurologie in Brigham und Women’s Hospital und dem Center for Neurotechnology and Neurorecovery am Massachusetts General Hospital. „Durch die Anwendung von DBS kann die Funktionalität der Gehirnschaltkreise wiederhergestellt werden, wenn sie nicht mehr richtig funktionieren.“

Es ist bekannt, dass Verbindungen zwischen der Frontalrinde und den Basalganglien kognitive und motorische Funktionen steuern. Bei Gehirnstörungen können diese Schaltkreise gestört sein, was zu überaktiver oder fehlerhafter Kommunikation führen kann. Frühere Studien haben gezeigt, dass elektrische Stimulation des Nucleus subthalamicus zur Linderung der Symptome dieser Erkrankungen beitragen kann.

Um diesen Zusammenhang besser zu verstehen, analysierten die Autoren Daten von 534 DBS-Elektroden bei 261 Patienten weltweit. Von diesen Patienten hatten 70 Dystonie, 127 Parkinson-Krankheit, 50 Zwangsstörung und 14 Tourette-Syndrom. Mithilfe einer von Horns Team entwickelten Software wurden die genauen Positionen der Elektroden kartiert und in einem gemeinsamen Referenzatlas registriert, um die Positionen der Patienten zu vergleichen. Die Forscher nutzten Computersimulationen, um Bahnen bei Patienten mit optimalen oder suboptimalen Ergebnissen zu kartieren.

Basierend auf diesen Ergebnissen waren sie in der Lage, gestörte Schaltkreise im Gehirn zu identifizieren, die mit jeder der vier Erkrankungen in Verbindung stehen. Die identifizierten Schaltkreise überlappen teilweise, was darauf hinweist, dass verbundene Pfade bei diesen Störungen gestört sind.

Die Forscher konnten diese Erkenntnisse nutzen, um DBS-Behandlungen zu optimieren und zeigten vorläufig verbesserte Ergebnisse in drei Fällen, darunter ein Fall am Massachusetts General Hospital. Eine Patientin Anfang 20 mit schwerer behandlungsresistenter Zwangsstörung zeigte eine deutliche Verbesserung der Symptome einen Monat nach der Behandlung.

Die Studie war eine retrospektive Analyse aggregierter Daten aus mehreren Zentren, mit Ausnahme von drei prospektiv getesteten Patienten. Weitere Studien sind erforderlich, um die Ergebnisse prospektiv zu validieren.

„Wir können diese Technik weiterentwickeln, um dysfunktionale Schaltkreise genauer zu identifizieren und gezielter zu behandeln. Zum Beispiel können wir bei Zwangsstörungen die Isolierung von Schaltkreisen für Obsessionen und Zwänge untersuchen.“

Barbara Hollunder, MSc, Hauptautorin, Abteilung Bewegungsstörungen und Neuromodulation, Klinik für Neurologie, Charité – Universitätsmedizin Berlin

Quelle:

Zeitschriftenreferenz:

Holunder, B., et al. (2024) Kartierung dysfunktionaler Schaltkreise im Frontalkortex mittels Tiefenhirnstimulation. Naturneurowissenschaften. doi.org/10.1038/s41593-024-01570-1.

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