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Tiefe Hirnstimulation

Taktgeber bei Parkinson

Nur 100 Jahre nach der Entdeckung der elektrochemischen Informationsübertragung im Gehirn, ist die Medizin in der Lage, veränderte Funktionsnetzwerke zu identifizieren und in diese einzugreifen. Schlüsseltechnologie ist die Tiefe Hirnstimulation.
Carina Steyer
07.06.2021  16:20 Uhr

Die Methode lindert bei Parkinson-Patienten BewegungsstörungenMuskelsteifigkeit, Bewegungsarmut, Zittern – Bewegungsstörungen gehören zu den typischen Symptomen einer Parkinson-Erkrankung. Ursächlich ist der zunehmende Mangel an Dopamin, der eine komplexe Fehlfunktion der sogenannten Basalganglien bewirkt. Hierbei handelt es sich um eine Gruppe von mehreren Kerngebieten im Gehirn, die für die Auswahl und das Ausmaß von Bewegungsmustern zuständig sind. Sie sind an der Stütz-, Halte- und Willkürmotorik beteiligt und zentraler Bestandteil des motorischen Systems. Aktivierung und Hemmung der Kerngebiete geraten bei Parkinson-Patienten zunehmend aus dem Takt. Werden die Kerngebiete jedoch mit einer ausreichend hohen Frequenz elektrisch stimuliert, nehmen einige Parkinson-Symptome ab. 

Dieses Prinzip nutzt die Tiefe Hirnstimulation (THS). Den Betroffenen werden im Rahmen eines minimalinvasiven, neurochirurgischen Eingriffs feine Elektroden ins Gehirn implantiert, die unter der Haut mit einem Impulsgeber verbunden sind. Dieser gibt permanent elektrische Impulse an die betroffene Zielregion im Gehirn ab. Bei Parkinson-Patienten ist das vor allem der Nucleus subthalamicus. Muskelsteifigkeit, Bewegungsarmut und Zittern lassen sich mit dem Eingriff gut lindern. Weniger gut erreichbar sind Symptome wie Gangunsicherheiten, Haltefunktionen, Schlucken und Sprechen. In der Spätphase einer Parkinsonerkrankung, wenn Überbeweglichkeit im Vordergrund steht, kann als Zielpunkt der Globus pallidus gewählt werden. Besteht ausschließlich ein Parkinson-Tremor, hat sich der sogenannte Nucleus ventralis intermedius im Thalamus als Zielpunkt bewährt.

Unbekannte Wirkweise

Die THS ist seit etwa zehn Jahren für die Behandlung von Bewegungsstörungen bei Parkinson zugelassen und fester Bestandteil der Therapieoptionen. In Studien wurde der Effekt im Vergleich zur bestmöglichen medikamentösen Therapie nachgewiesen. Im vergangenen Jahr konnte mit der INTREPID-Studie erstmals gezeigt werden, dass die THS in ihrer Wirksamkeit auch einer »Schein-Stimulation« mit subtherapeutischer Stimulationsdosis überlegen ist. Placeboeffekte durch die Operation konnten damit ausgeschlossen werden.

Was genau die THS im Gehirn tatsächlich bewirkt, ist bisher allerdings nicht restlos geklärt. »Letztlich geht man davon aus, dass bei der THS durch die hochfrequente, kontinuierliche Stimulation abnorme neuronale Aktivität im Zielgebiet unterdrückt wird«, erklärte Professor Dr. med. Andrea Kühn von der Charité in Berlin bei einer virtuellen Pressekonferenz der Deutschen Gesellschaft für Parkinson und Bewegungsstörungen (DPG). Das bedeutet aber auch: Die THS ist nur wirksam, wenn der Impulsgeber aktiv ist. Wird der Stimulator ausgeschaltet, stellt sich der Zustand ein, wie er zum Zeitpunkt ohne Stimulation wäre. Nach heutigem Kenntnisstand wirkt die THS rein symptomatisch und hat keinen Einfluss auf das Voranschreiten der Parkinson-Erkrankung.

Sorgsame Wahl

Wird die THS zum richtigen Zeitpunkt durchgeführt, kann sie die Lebensqualität der Patienten deutlich verbessern. Viele der Erkrankten benötigen nach der Operation nur noch die Hälfte ihrer L-Dopa-Dosis, Nebenwirkungen von Medikamenten können damit reduziert werden. Bei jungen Betroffenen kann die Rückkehr ins Berufsleben möglich sein. Allerdings ist nicht jeder Parkinsonpatient für eine THS geeignet. Eine sorgfältige Indikationsstellung ist die Voraussetzung, um Operationsrisiken wie Blutungen, den Austritt von Hirnwasser oder Infektionen zu minimieren. Zudem besteht ein geringes Risiko für eine dauerhafte Hirnschädigung. Und auch die hochfrequente Stimulation kann unerwünschte Nebenwirkungen mit sich bringen. Dazu gehören Sprechstörungen, Gefühlsstörungen, Verkrampfungen, Doppelbilder oder psychiatrische Nebenwirkungen wie Apathie, depressive Verstimmung oder submanische Zustände. Diese können vorübergehend sein, mitunter aber auch dauerhaft bestehen bleiben.

Grundsätzlich eignet sich die THS für Patienten mit einem idiopatischen Parkinson-Syndrom, die durch konservative medikamentöse Behandlungen nicht mehr ausreichend therapiert werden können oder deren Medikation behandlungsbedürftige Nebenwirkungen verursacht. Die Erkrankungsdauer muss mindestens fünf Jahre betragen, um ein atypisches Parkinson-Syndrom auszuschließen. 

Präzise Planung

Kann eine THS durchgeführt werden, erfolgt dies mit einer stereotaktischen Operation. Hierbei werden der Kopf des Patienten und alle Operationsinstrumente in einem festgeschraubten Rahmen fixiert, um die Komplikationsrate so gering wie möglich zu halten. Bildgebende Verfahren ermöglichen eine präzise Berechnung der Wege, die der Operateur beim Vorschieben der Elektroden ins jeweilige Kerngebiet nehmen muss. Das Einsetzen der Elektroden erfolgt anschließend über kleine Löcher in der Schädeldecke.

Bisher war es üblich, dass der Patient während der Operation wach und ansprechbar ist. So konnte bereits während des Eingriffs überprüft werden, ob die Elektroden ihren Zielort erreicht haben. Inzwischen bieten einige Kliniken die Operation auch unter Vollnarkose an. Möglich wird dies durch eine verbesserte intraoperative Bildgebung, die eine richtige Platzierung der Elektroden ohne Hilfe des Patienten ermöglicht. Liegen die Elektroden, können der Impulsgeber und die Kabel implantiert werden. Sollte der erste Teil als Wach-Operation durchgeführt worden sein, erhält der Patient nun eine Vollnarkose.

Der Impulsgeber wird wahlweise unter dem Schlüsselbein, im Brust- oder Bauchbereich verankert. Er ist durch die Haut programmierbar und wird einige Tage nach der Operation zum ersten Mal eingeschaltet. Wie lange die Einstellungsphase dauert, ist individuell verschieden, kann aber einige Zeit in Anspruch nehmen.

Bedarfsgerechte Stimulation

Bisher übliche THS-Systeme geben über die Zeit immer die gleichen Stromimpulse ab, die den momentanen Zustand des Patienten nicht berücksichtigen. Eine bedarfsgerechte Steuerung der Stimulation sei sinnvoll, weil die Bewegungsstörungen im Tagesverlauf schwanken, so Kühn. Die Stimulation sollte nur in Phasen schlechter Beweglichkeit, zur Unterdrückung der Tremorphasen oder unwillkürlicher Bewegungen eingesetzt werden. Darüber hinaus erzeugt die kontinuierliche Stimulierung auch Nebenwirkungen wie Sprachstörungen, unkoordinierte oder verlangsamte Motorik, die durch eine intermittierende Stimulation positiv beeinflusst werden könnten.

Eine bedarfsgerechte Neurostimulation setzt jedoch voraus, dass ein Biomarker verfügbar ist, der den motorischen Status des Patienten möglichst genau widerspiegelt. Bei Parkinson-Patienten ist es Wissenschaftlern inzwischen gelungen, die sogenannte Beta-Aktivität als möglichen Feedback-Sensor zu identifizieren. Je ausgeprägter die Beta-Aktivität ist, umso stärker ist die motorische Beeinträchtigung des Patienten. Gleichzeitig lässt sich die Beta-Aktivität durch die L-Dopa-Medikation und durch die Stimulation beeinflussen. Das Ausmaß der Unterdrückung steht dabei in engem Zusammenhang mit der motorischen Verbesserung. Ziel der bedarfsgerechten Stimulation ist es nun, dass diese nur dann ausgelöst wird, wenn eine bestimmte Schwelle der Beta-Aktivität überschritten wurde. Noch in diesem Jahr soll eine erste klinische Studie starten, in der die sogenannte Feedback-gesteuerte adaptive Neuromodulation über mehrere Wochen an Patienten getestet wird. Zudem arbeiten Wissenschaftler daran, weitere Signalquellen zu identifizieren, die eventuell noch differenziertere Feedback-Informationen liefern können.

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