Kann das Zappen unseres Gehirns Depressionen wirklich heilen?

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Das Gehirn ist ein elektrisches Organ. Alles, was dort vor sich geht, ist das Ergebnis von Millivolt, die in bestimmten Mustern von einem Neuron zum anderen wechseln. Dies erhöht die verlockende Möglichkeit, dass wir diese Muster, falls wir sie jemals entschlüsseln sollten, elektrisch anpassen könnten, um neurologische Funktionsstörungen – von Alzheimer bis Schizophrenie – zu behandeln oder sogar wünschenswerte Eigenschaften wie Intelligenz und Belastbarkeit zu optimieren.

Natürlich ist das Gehirn so komplex und schwer zugänglich, dass man sich das viel leichter vorstellen kann als zu tun. Ein paar Studien, die im Januar in der Zeitschrift Nature Medicine veröffentlicht wurden, zeigen jedoch, dass elektrische Stimulation dies kann obsessiv-zwanghafte Triebe ansprechen und Symptome einer Depression mit überraschender Geschwindigkeit und Präzision. Durch die Abbildung der Gehirnaktivität der Teilnehmer bei bestimmten Empfindungen konnten die Forscher die Stimulation personalisieren und Stimmungen und Gewohnheiten weitaus direkter ändern, als dies durch Therapie oder Medikamente möglich ist. Die Ergebnisse zeigten auch, inwieweit Symptome, die wir tendenziell als einzelne Störung einstufen – beispielsweise Depressionen -, elektrische Prozesse beinhalten können, die für jede Person einzigartig sind.

In der ersten Studie implantierte ein Team der University of California in San Francisco Elektroden chirurgisch in das Gehirn einer Frau, deren schwere Depression sich als resistent gegen andere Behandlungen erwiesen hatte. 10 Tage lang lieferten sie Impulse durch die Elektroden an verschiedene Bereiche des Gehirns mit verschiedenen Frequenzen und ließen die Patientin ihren Grad an Depression, Angst und Energie auf einem iPad aufzeichnen. Der Einfluss bestimmter Impulse war signifikant und nuanciert. “Innerhalb einer Minute würde sie sagen:” Ich habe das Gefühl, ich lese ein gutes Buch “, sagt Katherine W. Scangos, Psychiaterin und Hauptautorin der Studie. Der Patient beschrieb die Wirkung eines anderen Pulses als “weniger Spinnweben und Baumwolle”.

Die Forscher zeichneten auch auf, welche Art von unmittelbarer Gehirnaktivität mit Perioden niedriger Stimmung oder Energie zusammenfiel. Ziel war es, anhand dieser Reaktionen die Platzierung eines anderen Elektrodensatzes zu steuern, der eine sogenannte Tiefenhirnstimulation liefert – eine Technik, mit der Neuronen ihre Funktionsverlust wiederherstellen können, indem sie mit einem gleichmäßigen elektrischen Hochfrequenzimpuls gezappt werden. Bisher wurde es am häufigsten zur Behandlung von Bewegungsstörungen wie Parkinson eingesetzt. Es hat sich auch als vielversprechend für Depressionen erwiesen. “Aber weil Depressionen bei verschiedenen Menschen unterschiedlich auftreten, sind wahrscheinlich mehrere neuronale Schaltkreise beteiligt”, sagt Scangos. Sie und ihre Kollegen fragten sich, ob ein „persönlicherer Ansatz“ die Behandlung effektiver machen könnte. Basierend auf ihrer Abbildung der Gehirnaktivität der Patientin programmierten sie die Elektroden so, dass sie ihre depressiven Zustände erkennen und als Reaktion darauf eine Stimulation abgeben, ähnlich wie ein Herzschrittmacher auf das Herz wirkt. Diese experimentelle Behandlung wird langfristig fortgesetzt, wenn die Patientin ihren Alltag erledigt.

Die Tiefenhirnstimulation ist zu invasiv, um sie zu verwenden, außer unter extremen Umständen. In der zweiten Studie verwendeten die Forscher jedoch eine nichtinvasive Technik namens transkranielle Wechselstromstimulation, um elektrische Impulse durch Elektroden auf der Kopfhaut der Teilnehmer zu liefern. Das Ziel war es, zwanghaftes Verhalten einzudämmen. Frühere Studien haben gezeigt, dass der orbitale Frontalcortex, ein Bereich im Belohnungsnetzwerk des Gehirns, eine Rolle bei der Verstärkung solcher Verhaltensweisen spielen könnte, indem er sie als vorteilhaft betrachtet. Also befestigten die Forscher die Elektroden an 64 Freiwilligen und zeichneten die Häufigkeit in Hertz auf, mit der ihr orbitaler frontaler Kortex feuerte, als sie in einem Spiel eine finanzielle Belohnung gewannen.

Entscheidend war, dass die Frequenz von Person zu Person leicht variierte. Mit dieser persönlichen Frequenz stimulierten die Forscher fünf Tage hintereinander 30 Minuten am Tag denselben Bereich in jedem Teilnehmer. Sie stellten fest, dass dies die Anzahl der zwanghaften Verhaltensweisen bei den Freiwilligen in den folgenden drei Monaten um durchschnittlich fast 30 Prozent reduzierte. (Keiner der Freiwilligen hatte eine Diagnose einer Zwangsstörung. Alle berichteten jedoch über unterschiedliche Grade repetitiver Tendenzen, und diejenigen, deren Symptome am intensivsten waren, zeigten die größte Erleichterung.) Die Forscher stellten die Hypothese auf, dass die Stimulation dem orbitalen frontalen Kortex half Behalten Sie den optimalen Rhythmus bei und verbessern Sie so die Koordination mit anderen Bereichen des Belohnungsnetzwerks.

Die Ergebnisse bestätigten die Idee, dass die personalisierte Hirnstimulation nicht nur die Bestimmung des richtigen Zielbereichs, sondern auch des richtigen Rhythmus erfordert. “Der neuronale Code – er ist frequenzspezifisch”, sagt Robert MG Reinhart, einer der Autoren der Studie und Direktor des Labors für kognitive und klinische Neurowissenschaften an der Boston University. “Der Kanal der Informationsverarbeitung im Gehirn ist genau wie ein Kanal, den Sie im Radio einstellen können.” Die Studie zeigte auch, dass Merkmale wie Zwanghaftigkeit in einem Spektrum existieren. Gegenwärtig sucht eine Person, für die diese Merkmale störend, aber nicht behindernd sind, möglicherweise keine Behandlung, insbesondere wenn sie mit Nebenwirkungen einhergeht, wie dies bei Medikamenten häufig der Fall ist. Eine Hirnstimulation könnte jedoch eines Tages alle Arten von Zuständen beheben, auf die wir jetzt ungenau mit Medikamenten abzielen, sagt Reinhart. „Wenn Sie futuristisch werden möchten, können Sie sich vorstellen, dass sich jemand einen Zap gibt, um über einen Transatlantikflug hinwegzukommen. Wofür die Leute heute Kaffee verwenden. “

Psychiater werden es nicht sein Verschreibung der Hirnstimulation an die Massen in absehbarer Zeit. Indem sie jedoch die neuronalen Schaltkreise identifizieren, die zu bestimmten Symptomen führen, und zeigen, dass Änderungen des Zeitpunkts ihres Feuers diese Symptome verändern können, bieten sie neue Möglichkeiten, über psychiatrische Störungen nachzudenken. “Es gibt immer noch eine Menge Stigmatisierung bei Depressionen, die viele Patienten spüren”, sagt Scangos. Das Thema ihrer Studie war keine Ausnahme: „Die Tatsache, dass es eine so unmittelbare Reaktion gab, als wir stimulierten, gab ihr das Gefühl, dass ich nichts falsch mache. Es ist etwas in meinem Gehirn, das angesprochen werden kann. “

Es ist nützlich, einer Sammlung von Symptomen ein diagnostisches Etikett wie „Depression“ zu geben, da es Ärzten hilft, eine erfolgreiche Behandlung effizienter zu finden, die derzeit ein langwieriger Prozess von Versuch und Irrtum ist. “Die Millionen-Dollar-Frage ist, wie man die beste Behandlung für den Patienten anpasst und wie man Behandlungen vermeidet, die nicht funktionieren”, sagt Helen Mayberg, Neurologin und Direktorin des Nash Family Center für Advanced Circuit Therapeutics an der Icahn School of Medizin am Berg Sinai; Sie war Mitautorin eines Kommentars zu den beiden Studien. Während Neurowissenschaftler die Gehirnaktivität von immer mehr Patienten abbilden, nähern sie sich der Möglichkeit, eine Reihe von Tests anzubieten, die zeigen, dass Scangos sagt: “Wenn Sie diese Art von Depression haben, sprechen Sie am besten auf dieses Medikament an.”

Wenn wir diese Symptome direkt angehen könnten, könnten wir letztendlich die diagnostischen Kategorien insgesamt loswerden, sagt Alvaro Pascual-Leone, medizinischer Direktor des Wolk-Zentrums für Gedächtnisgesundheit am Hebrew SeniorLife und Professor für Neurologie an der Harvard Medical School. Anstatt ein Standardetikett für Depressionen oder Zwangsstörungen zu verwenden, könnten Ärzte laut Pascual-Leone stattdessen fragen: „Was ist das Behinderungssymptom, das diese Person aufweist?“ Und dann behandeln Sie es speziell.

Derzeit bieten diese Studien allen einen zusätzlichen Beweis dafür, dass „unser Gehirn aus Plastik besteht“, sagt Shrey Grover, Doktorand und Mitautor der Studie der Boston University. “Und wir können das Gehirn auf verschiedene Weise neu verkabeln.” Dazu gehören Psychotherapie und Pharmakologie. Unsere neuronale Aktivität ändert sich auch, wenn wir lernen; es ändert sich, wenn wir älter werden. Dies bedeutet, dass wir die Funktionsweise unseres Geistes zu jedem Zeitpunkt in unserem Leben verbessern können, auch ohne fortschrittliche Technologie.

Die Plastizität des Gehirns macht es jedoch umso rätselhafter, dass bestimmte psychologische Zustände so schwer zu zerstreuen sind. Die Erforschung der personalisierten Hirnstimulation untersucht auch die größere Frage, warum Stimmungen oder Gewohnheiten, die bei manchen Menschen mild oder umständlich sind – beispielsweise eine sorgfältige Überprüfung eines Steuerformulars oder eine tiefe Traurigkeit über den Tod eines geliebten Menschen – chronisch und schwächend sind Andere. “Es gibt nichts, was bei der Sache richtig ist”, sagt Reinhart. “Es ist, als ob das Wasser in der Spüle fließt und man den Boden aufwischen kann, aber niemand dreht den Wasserhahn ab.”


Kim Tingley ist ein mitwirkender Autor für das Magazin.

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