Entrainment und Langzeiteffekt der Theta-Stimulation im frontolateralen Kortex : Eine Studie zu transkranieller Wechselstromstimulation
Hintergrund dieser Studie ist, dass dem Theta-Rhythmus über dem frontalen Kortex in anderen Arbeiten eine impulsinhibierende Wirkung nachgewiesen werden konnte. Einer Fazilitierung dieses Thetarhythmus könnte eine therapeutische Bedeutung bei Impulskontrollstörungen zukommen. In der vorliegenden Studie wurde der Einfluss einer tACS von 10 Hz über dem okzipitalen Kortex und 5 Hz über dem präfrontalen Kortex bei einer Stromstärke von 1 mA und 0° Phasenverschiebung mit einer entsprechenden Sham-Stimulation verglichen. Dafür wurden Veränderungen über die Zeit zwischen resting state EEG Aufnahmen vor und den Aufnahmen nach Beendigung des Stimulationsintervalls für die beiden Bedingungen (Stimulation vs. Sham) auf Unterschiede untersucht. Hierzu wurden 21 Proband*innen im cross-over Design über einen Zeitraum von 20 Minuten mit 5 Hz und entsprechender Sham-Stimulation präfrontal oder mit 10 Hz mit entsprechender Sham-Stimulation okzipital stimuliert. Die Hauptparameter, in denen Veränderungen durch die tACS postuliert wurden, waren die drei abhängigen Variablen (i) maximale spektrale Leistungsdichte, (ii) Position des Maximums im zur Stimulation gehörigen Frequenzband und (iii) die summierte spektrale Leistungsdichte über dem Frequenzband. Die Veränderung dieser Variablen über die Zeit wurde durch einen Vergleich vor und nach der Stimulation mittels eines EEG ermittelt. Sowohl für die Stimulation mit 5 Hz über dem präfrontalen Kortex als auch für die Stimulation mit 10 Hz über dem okzipitalen Kortex konnte auf keine der drei Variablen ein Effekt beobachtet werden. Die Auswertung erfolgte unter Berücksichtigung der Faktoren Schlafstadium und Elektrodenposition. In der Erklärung dieses Negativ-Ergebnisses lassen sich verschiedene Überlegungen heranziehen. Im Gesamtbild der Studien zur tES, insbesondere der tACS, werden die Stimulationsprotokolle an vielen Stellen verändert und einer aktuellen Fragestellung angepasst. Dadurch verändern sich zwischen verschiedenen Studien in der Regel mehrere der Stimulationsparameter, sodass ein veränderter Effekt bzw. ein Ausbleiben des Effekts der tACS schwer auf einen einzelnen Grund zurückzuführen ist. Verändert werden können beispielsweise technische Einstellungen der Stimulation, wie die Amplitude des applizierten Wechselstroms oder die Stimulationsdauer. Auch können verschiedene anatomische Areale untersucht werden, denen unterschiedliche Funktionen zugeordnet sind. Entsprechend können auch die Stimulationselektroden an unterschiedlichen Positionen montiert werden. Vor diesem Hintergrund wird in einigen Studien eine Manipulation behavioraler Effekte durch die tACS untersucht und nicht wie in dieser Arbeit anhand des Vergleichs zweier EEGs das elektrophysiologische Phänomen des Entrainments oder die Fazilitierung einer applizierten Frequenz geprüft. Es braucht zukünftig gut strukturierte Studienabläufe in groß angelegten Studien, um zu testen, ob die tACS einen Effekt auf bestimmte Variablen im EEG und auch auf die Performanz in neuropsychologischen Testungen hat, oder nicht – bzw. unter welchen Bedingungen ein Effekt beobachtet werden kann. Es stehen also im Rahmen der aktuellen Studienergebnisse zur tACS einige offene Fragen zu den verschiedenen Einflussfaktoren auf die Stimulation aus, mit deren Beantwortung sich aktuell Arbeiten beschäftigen. Einige Studien zeigen, dass die tACS unter bestimmten Voraussetzungen abhängig vom geprüften Task zu einer veränderten Performanz führen kann (Annarumma et al. 2018; Fertonani and Miniussi 2016; Helfrich et al. 2014; Kallel et al. 2016; Neuling et al. 2013; Pahor and Jaušovec 2018). Was diese bestimmten Voraussetzungen und der zelluläre Mechanismus für die veränderte Performanz sind, lässt sich weiterhin nicht klar formulieren. Es ist daher bislang nicht möglich, die benötigten Umstände für ein erfolgreiches Entrainment genau zu definieren. Das Verfahren als solches muss noch genauer verstanden werden, wie z.B. durch die Nutzung von Finite-Elements Modellen, die interindividuelle Unterschiede der (Neuro-) Anatomie visualisieren und eine Berücksichtigung dieser Unterschiede bei der Stimulation ermöglichen (Neuling et al. 2012), um künftige mögliche Therapieansätze zu erarbeiten.
Preview
Rights
Use and reproduction:
Please note that individual components of the publication may be subject to other licensing or copyright conditions.