Aus der Forschung
Elektroden zur bedarfsgesteuerten tiefen Hirnstimulation ermöglichen Parkinson-Patienten ein normales Leben. Bild: FZJ
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Sie können im Helmholtz-Podcast vom November 2008 ein ausführliches Interview mit Peter Tass hören.
Feine Impulse gegen Parkinson
Unsichere Trippelschritte, vorn übergebeugte Körperhaltung, erstarrte Mimik, zitternde Hände, dies sind die äußeren Symptome der Parkinson-Erkrankung, die vor allem ältere Menschen trifft. Das typische Zittern der Gliedmaßen wird tief im Hirn verursacht, in einer Region, die für die Steuerung der Bewegungen verantwortlich ist. Bei Parkinson-Kranken synchronisieren sich die Nervenzellen in dieser Region, sie feuern ihre Signale im Gleichtakt ab und stören damit das bewusste Steuern von Bewegungen. Parkinson-Kranke haben zunehmend Schwierigkeiten Bewegungen zu starten und zu stoppen, können aber gleichzeitig das Zittern nicht unterdrücken. „Schüttellähmung“ lautet daher auch der alte Name dieser neurologischen Störung. Und Medikamente lindern oft nur einige Jahre lang die Symptome, bevor ihre Wirkung nachlässt. Dann können zum Beispiel so genannte Hirnschrittmacher eingesetzt werden, die mit elektrischen Impulsen das synchrone Feuern unterbinden.
Einer der Pioniere auf diesem Gebiet der Tiefenhirnstimulation ist der Neurowissenschaftler und Physiker Prof. Dr. Peter Tass, Direktor des Instituts für Neurowissenschaften und Biophysik am Forschungszentrum Jülich. Gemeinsam mit dem Mediziner Prof. Dr. Volker Sturm von der Universität Köln hat er das Grundprinzip der elektrischen Stimulation aufgegriffen und mit Hilfe von mathematischen Methoden weiterentwickelt. Der neue Hirnschrittmacher arbeitet wesentlich schonender: Anstatt das synchrone Feuern durch Dauerstimulation zu unterdrücken, setzt er gezielte, schwache Reize ein, die die Nervenzellen aus dem Takt bringen und ein ungeordnetes, gesünderes Muster entstehen lassen.
Dies unterdrückt nicht nur die Symptome, sondern bewirkt möglicherweise sogar eine längerfristige Besserung: „Wenn Nervenzellen gleichzeitig feuern, dann verstärken sich die Verbindungen zwischen ihnen. Das ist so, als wenn bei zwei Personen, die häufig miteinander telefonieren, die Telefonleitung immer besser wird. Wenn aber Nervenzellen unkoordiniert feuern, bilden sich die Verbindungen zurück und können anatomisch vollkommen verschwinden“, erklärt Tass.
In Patientenstudien konnten die Wissenschaftler bereits lang anhaltende Effekte nachweisen. Anders als bei der herkömmlichen Dauerstimulation setzten die kranken Hirnrhythmen auch nach Abschalten des neuen Hirnschrittmachers nicht wieder ein. Noch wird dieses Verfahren mit einem externen Gerät getestet, das für eine Implantation zu groß ist und außerhalb des Körpers getragen wird. Doch schon in den nächsten Jahren soll der neue Hirnschrittmacher in miniaturisierter Form implantiert werden können.
