‚Depressionsschalter‘: Tiefe Hirnstimulation gegen Depression; Ansprechen innerhalb von Minuten

Das Gehirn ändert seinen Rhythmus innerhalb von Minuten nach der Stimulation während einer THS-Operation zur Behandlung therapieresistenter Depressionen

06.11.2021 Die tiefe Hirnstimulation (THS) hat sich bei vielen Patienten mit behandlungsresistenten Depressionen als wirksame Behandlung erwiesen, doch ist die genaue Wirkungsweise nicht bekannt.

Wissenschaftler auf der ganzen Welt sind auf der Suche nach objektiven Biomarkern für die Wirksamkeit der THS-Behandlung, damit dieser experimentelle Ansatz optimiert, zugelassen und den Betroffenen zur Verfügung gestellt werden kann.

Neue in der Zeitschrift Translational Psychiatry veröffentlichte Forschungsergebnisse zeigen, dass eine kurze Exposition mit therapeutischer Stimulation zum Zeitpunkt der Implantation während der Operation eine schnelle und konsistente elektrophysiologische Veränderung des Hirnzustands hervorruft, die durch eine Abnahme der Beta-Leistung am Ort der Stimulation gekennzeichnet ist.

Diese intraoperativen Veränderungen der Gehirnaktivität sind bei einzelnen Probanden zu beobachten und mit einem signifikanten und anhaltenden Rückgang der depressiven Symptome außerhalb des Operationssaals ohne zusätzliche Stimulation verbunden, wodurch die Verringerung der Beta-Leistung als neuartiger Biomarker für die Optimierung der tiefen Hirnstimulation etabliert wird.

Die Stimulation während der OP

Bei acht Patienten mit behandlungsresistenten Depressionen wurden während ihrer THS-Elektrodenimplantation im Operationssaal elektrophysiologische Aufzeichnungen durchgeführt. Anhand von patientenspezifischen Traktographiemodellen wurde vor der Operation das „optimale“ Ziel innerhalb des Cortex cinguli (SCC) für die Platzierung der Elektroden ermittelt.

Die Stimulation erfolgte dann im Operationssaal im Laufe einer Stunde, während gleichzeitig lokale Feldpotentiale (LFP) – elektrische Signale zwischen Neuronen tief im Gehirn – aufgezeichnet wurden.

Anschließend wurde ein maschinelles Lernverfahren zur Klassifizierung eingesetzt, um zwischen den intrakraniellen LFP zu unterscheiden, die zu Beginn der Studie (ohne Stimulation) und nach der ersten Stimulation im Operationssaal aufgezeichnet wurden.

Antidepressives Ansprechen

Die spektralen Inputs (Theta, 4-8 Hz; Alpha, 9-121 Hz; Beta, 13-30 Hz) für das Modell wurden anschließend auf ihre Bedeutung für den Erfolg des Klassifizierers untersucht und als Prädiktoren (Vorhersagevariablen) für das antidepressive Ansprechen getestet.

Nach einer Woche wurde ein Rückgang der Depressionswerte um 45,6 Prozent beobachtet, und dieses frühe antidepressive Ansprechen war mit einer Abnahme der Beta-Leistung des SCC-LFP verbunden, die am meisten zum Erfolg des Klassifikators beitrug.

Beta-Rhythmus des Gehirns

Wir fanden heraus, dass sich der Beta-Rhythmus des Gehirns innerhalb weniger Minuten nach der Stimulation im Operationssaal veränderte. Bei Patienten mit größeren Veränderungen wurden in der Woche nach der Operation die Depression stärker reduziert, sagt Koautorin Dr. Allison C. Waters vom Icahn Mount Sinai.

Der Beta-Rhythmus wird üblicherweise mit der Entscheidung des Gehirns in Verbindung gebracht, ob es eine Aktion stoppen oder fortsetzen soll, weshalb Neurologen bei der Behandlung von Bewegungsstörungen mit tiefer Hirnstimulation auf Beta abzielen.

Bisher hatten die Forscher kein klares Signal, auf das sie mit tiefer Hirnstimulation bei Depressionen abzielen konnten, aber nun kann man darüber spekulieren, wie das Beta-Signal in diesem Zusammenhang funktionieren könnte: ein Lösen der Bremse, die Fatigue und Langsamkeit erzeugt, oder die Unterbrechung eines gewohnheitsmäßigen Zyklus negativer, auf sich selbst fokussierter Gedanken, sagt sie.

Ansprechen innerhalb von Minuten

Wir denken bei der Behandlung von Depressionen im Allgemeinen daran, dass es Wochen bis Monate dauert, bis sich stabile und aussagekräftige Veränderungen bei den wichtigsten klinischen Merkmalen der Krankheit zeigen, sagt Studienautorin Dr. Helen S. Mayberg vom Mount Sinai.

Diese Studie zeigt reproduzierbare und beständige Veränderungen in einer Hirnmessung innerhalb der ersten Minuten einer optimierten Stimulation im Operationssaal bei einzelnen Patienten.

Dies ermöglicht ein neues funktionelles Verständnis des ‚Depressionsschalters‘, der einen Patienten von einem Zustand anhaltender mentaler Schmerzen und Immobilität zu Linderung und der erneuten Fähigkeit, sich zu bewegen und zu engagieren, bewegt.

© Psylex.de – Quellenangabe: Transl Psychiatry 11, 551 (2021). https://doi.org/10.1038/s41398-021-01669-0

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