Auswirkungen der Stimulation des menschlichen Motorkortex mit randomisiertem Strom auf die kortikospinale Erregbarkeit

Abstract

Schon seit Jahrzehnten wird an Methoden geforscht, mit nicht-invasiven Stimulationstechniken Neuroplastizität zu erzeugen. Sowohl durch tDCS als auch durch rTMS konnte nachhaltig die kortikospinale Erregbarkeit verändert werden. In dieser Arbeit soll die Auswirkung von tRNS auf die MEP-Amplitude und die CSP-Dauer untersucht werden, um diese Ergebnisse anschließend mit denen anderer nicht-invasiver Stimulationstechniken zu vergleichen. TRNS ist eine neue Methode der nicht-invasiven Kortexstimulation, bei der ein randomisiertes elektrisches Oszillationsspektrum auf den M1 appliziert wird. Dabei wird die Veränderung der oben genannten Parameter unmittelbar (0 Minuten) und 40 Minuten nach der Applikation von tRNS im Vergleich dieser vor Stimulation betrachtet. Die Stimulation mit randomisiertem Strom erfolgt dabei nur auf den linken M1, wobei die MEPs und die CSPs sowohl von der kontralateralen als auch von der ipsilateralen Seite abgeleitet wurden. Untersucht wird der Effekt nach einer Stimulationsdauer von 4 Minuten, 10 Minuten und einer Placebostimulation an jeweils zwölf gesunden, freiwilligen Probanden an drei unterschiedlichen Tagen. Nach vierminütiger Kortexstimulation mit tRNS zeigt sich bei der MEP-Amplitude der rechten Hand keine signifikante Veränderung, wohingegen sich auf der kontralateralen, nicht stimulierten Seite ein exzitatorischer Effekt zeigt (p=0,001). Nach zehnminütiger Stimulation sind die MEP-Amplituden, die von der stimulierten Seite evoziert wurden, signifikant vergrößert (p=0,027), mit einer Verstärkung nach 40 Minuten (p=0,0063). Die MEPs der kontralateralen Seite blieben nach 10-Minuten-tRNS unverändert. Die CSP war zu keinem der Messzeitpunkte nach vier- oder zehnminütiger tRN-Stimulation signifikant verändert. Es gibt lediglich einen Trend: nach 10-Minuten-tRNS ist die CSP vom nicht stimulierten Kortex leicht verkürzt (p=0,097). Im Vergleich zu den Ergebnissen von tDCS und rTMS kann festgestellt werden, dass die MEPs der stimulierten Seite beeinflussbar sind, wohingegen es unterschie dliche Ergebnisse für die der kontralateralen Seite gibt. Die CSP konnte nicht durch tRNS, aber durch rTMS verändert werden. In einer vorausgegangen Studie mit tRNS wurde als möglicher Wirkmechanismus die Beteiligung von glutamatergen Synapsen vermutet, was auch durch die Erkenntnisse dieser Arbeit bestärkt werden kann. Des Weiteren scheint die stochastische Resonanz eine entscheidende Rolle zu spielen.