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Methoden (Subject) / Transkranielle Magnetstimulation (Lesson)
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- Was ist TMS? - ein nicht invasives neuropsychologisches Verfahren zur kurzfristigen Stimulation oder Hemmung bestimmter Hirnstrukturen - geeignet zur Untersuchung kausualer Zusammenhänge zwischen Gehirn und Verhalten - basiert auf dem Prinzip der elektromagnetischen Induktion
- Wie funktioniert TMS? - mit Hilfe eines starken, kurzzeitigen Stroms von 1 ms Dauer in einer Spule wird ein starkes sich änderndes Magentfeld erzeugt (2-3T) - senkrecht zu den magnetischen Feldlinien wird ein elektrisches Feld erzeugt, wenn - sich die Spule in der Nähe der Kopfoberfläche befindet - und die magnetischen Feldlinien senkrecht zur Korperoberfäche sind --> Entstehung eines elektrischen Stroms in dem darunter liegenden Gewebe - TMS verändert cotricale Informationsverarbeitung in einer Tiefe von bis zu 2 cm
- Welche Hirnregionenen können stimuliert werden? - magnetisches Feld passiert ohne Abschwächung Schädelknochen, Haut etc - Ströme sind in Gewebe mit hoher Leitfähigkeit am größten (Liquor, Nervenzellne, fasern) - Vor allem Neurone, deren Denriten oder Axone parallel zur Kopfoberfläche verlaufen, werden depolarisiert
- Stimulationsarten und Intensitäten - bei Stimulation über dem motorischen Cortex wird die Reizantwort mit Hilfe der Elektromyographie (EMG) gemessen - die motorische Reizschwelle ist dabei die Intensität, die in 50% der Fälle eine EMG Antwort von mindestens 50mV auslöst
- Single Puls und repetitive TMS -als Diagnoseverfahren in der Neurologie - stimuliert wird über den motorichen Cortex - an Hand der gemessen Antwort (Latenz, Amplitude) an einem Effektor (meist ein Finger) können Rückschlüße auf das motorische System und vor allem auf die Nervenleitgeschwindigkeit gezogen werden -> wichtiger Indikator für Intaktheit der Nervenfasern - In Bezug auf Forschung ist Single Puls TMS wichtig, wegen der zeitlichen Auflösung bei der Beschreibung kognitiver Prozesse - kann kognitive Funktionen nur für kurze Zeit beeinträchtigen
- Single Puls TMS - Kartierung motorischer Funktionen - Lokalisation und Intensität ausgelöster Reaktionen, ausgehend vom Ort der stärksten Motorreaktion bei Einzelprobanden
- rTMS: Erregung und Hemmung - hochfrequente und intenisve Sequenzen führen zu einer Bahnung - gleicher Effekt, wie LTP - niedrige Frequenzen bei geringer Stimulationsstärke führen zu einer Reduktion der Erregbarkeit (LTD) - Frequenzen über 5Hz führen zu einer Senkung der Motorschwelle
- Erregung und Hemmung bei Single Puls TMS - Neuronale Mechanismsen - Effekt von Single Puls TMS scheint vom Zeitpunkt der Stimulation relativ zu den angenommenen neuronalen Prozess abzuhängen - Stimulation vor Beginn des Prozesses hat bahnende Wirkung, Stiulation während des Prozesses hat hemmende Wirkung
- TMS und funktionelle Bildgebung - TMS kann kausale Aussagen über Hirn-Funktions-Zusammenhänge machen - die Stimulation spezifischer Hirnareale und die Untersuchung der damit einhergehenden Verhaltensänderungen gibt Aufschluss über die Rolle eines bestimmten Areals
- Platzierung der Spule - Zwei Herausforderungen 1. Tangentiale Anordnung der Spule 2. räulich genaue und replizierbare Stimulation
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- TMS als therapeutische Maßnahme - rTMS wird z.t. bei psychiatrischen Erkrankungen therapeutisch zur kurzfristigen Verbesserung der Symptome eingesetzt - Depressionen (am häufigsten hochfrequente Stimulation des DLPFC
- Sicherheit und Risiken - epileptische Anfälle - Hörschäden - Überhitzung besteht nicht - Langezeiteffekte sind nicht bekannt