Neuartige Behandlungsmethode - Visualisierung plastischen Veränderungen des Gehirns
Tinnitus . Migräne . Epilepsie . Depression . Schizophrenie Alzheimer : all dies sind Beispiele für Krankheiten, die mit neurologischer Ursachen , Behandlung und Untersuchung von denen immer häufiger ist mittels magnetischer Stimulation des Gehirns durchgeführt ist . Jedoch ist das Verfahren der genauen Wirkmechanismen wurden nicht , wie noch vollständig verstanden .
Eine stromdurchflossene Spule (oben links) erzeugt kurzer Dauer (~ 300 Mikrosekunden), Magnetfelder, elektrische Ströme im Cortex zu induzieren. Dies ermöglicht es, funktional stimulieren oder hemmen spezifischen Hirnregionen , hier in schematischer Darstellung mit Hilfe der funktionellen Magnetresonanztomographie dargestellt .
Bildnachweis: Nick Davis
Die Arbeitsgruppe von PD Dr. Dirk Jancke vom Institut für Neuroinformatik der Spitze war der erste, in welches die neuronalen Auswirkungen dieser Behandlungsmethode mit hoch-res Bilder gelingen.
Schmerzfreie Therapie
Transkranielle Magnetstimulation (TMS) ist eine schmerzfreie , nicht-invasive Stimulation Methode, bei der eine elektromagnetische Spule über dem Kopf gehalten wird verwendet, um ein starkes Magnetfeld zu erzeugen. Diese Methode wird eingesetzt, um aktivieren oder hemmen spezifischen Hirnregionen . Obwohl die Zahl der medizinischen Anwendungen ist ständig zunimmt , TMS präzise neuronale Wirkungsmechanismen sind nicht, wie bisher , sehr gut verstanden. Das ist, weil Bildgebung für Menschen, wie fMRI ( funktionelle Magnetresonanztomographie ) verwendet werden, nicht die zeitliche Auflösung für die Aufzeichnung von neuronalen Aktivitäten in Millisekunden notwendig besitzen . Schnellere Messmethoden , wie EEG oder MEG , auf der anderen Seite , sind durch die induzierte Magnetfeld beeinflusst , mit dem Ergebnis , dass starke Interferenzen erzeugt werden , die wichtige Informationen über unmittelbare TMS basierte Änderungen an Hirnaktivitäten zu decken.
Beobachten Wirkung auf Nervenzellen in Echtzeit
Hochauflösende Bilder der TMS -Effekte haben nun zum ersten Mal erfolgreich von RUB-Forscher im Tierversuch generiert. Die Arbeitsgruppe von PD Dr. Dirk Jancke , Institut für Neuroinformatik , Leitung nutzt spannungsabhängigen Farbstoffen , die in der Zellmembran verankert ist, senden Fluoreszenzlichtsignaleeinmal Neuronen erhalten aktiviert oder gehemmt . Durch den Einsatz von Licht, vermieden die Forscher das Problem der Messung von Artefakten , die infolge Magnetfelder. "Wir können jetzt in Echtzeit demonstrieren, wie eine einzige TMS Puls unterdrückt die Gehirnaktivität über eine beträchtliche Region , durch Massenaktivierung zu hemmen Gehirnzellen sehr wahrscheinlich ", sagt Dr. Jancke . Bei höheren Frequenzen TMS , jede weitere TMS Puls erzeugt eine schrittweise Zunahme in der Hirnaktivität . " Dies führt zu einer höheren kortikalen Aktivierungszustand , der bis zur plastischen Veränderungen öffnet sich ein Zeitfenster ", erklärt Dr. Vladislav Kozyrev , der erste Autor der Studie .
Die Chancen für Patienten
Die erhöhte neuronale Erregbarkeit kann verwendet werden, um spezifische Reorganisation Zellverbindungen durch gezielte Lernprozesse zu bewirken. Zum Beispiel durch visuelle Ausbildung nach TMS , die Fähigkeit, Bildkonturen zu identifizieren verbessert ; Außerdem ist eine Kombination dieser Verfahren erhöht Kontrastwahrnehmung bei Patienten mit Amblyopie - Eine Störung der Augen während der Entwicklung des Kindes erworben. Viele neurologische Erkrankungen des Gehirns , wie Epilepsie , Depression und Schlaganfall Spezifische Modelle sind entwickelt worden. " Im Tierversuch im Einsatz und hat unsere Technologie hohe Raum-Zeit- Auflösung von Bilddaten der kortikalen Aktivitätsänderungen geliefert ", sagt Dirk Jancke . "Wir hoffen , dass diese Daten können wir TMS -Parameter und Lernprozesse gezielt , die gehen, um in der Zukunft verwendet werden, um diese Technologie für die medizinische Behandlung von Menschen anzupassen optimieren. "