Vorhergehende niederfrequente Stimulation verhindert bidirektionale Plastizität im motorischen Kortex

Hintergrund: Die Wechselwirkungen zwischen neuronale Plastizität induzierenden Protokollen werden durch die Bienenstock-Cooper-Munroe-(BCM)-Theorie beschrieben, nicht hingegen die im Tierexperiment beschriebene Blockade von Long-Term Potentiation (LTP) und Long-Term Depression (LTD) durch niederfrequente Stimulation.

Methoden: Repetitive transkranielle Magnetstimulation (rTMS) mit einer Frequenz von 0,1Hz wurde vor Paired Associative Stimulatioon (PAS) mit den Interstimulusintervallen 25ms und 10ms durchgeführt (n=10 für PAS_25ms, n=8 für PAS_10ms). Bei den gleichen Probanden wurde zum Vergleich nur PAS angewendet.

Ergebnisse: PAS_25ms führte zu einer Vergrößerung der Amplituden motorisch evozierter Potentiale (MEP) von 1,10mV zu 1,82mV (p<0,005), PAS_10ms zu einer Verringerung von 1,02mV zu 0,85mV (p=0,07). Bei Konditionierung durch rTMS_0,1Hz führte PAS zu keiner signifikanten Veränderung der MEP Amplituden (PAS_25ms: 1,11mV zu 1,08mV, p=0,86; PAS_10ms: 1,11mV zu 1,20mV, p=0,56).

Schlussfolgerungen: 0,1Hz rTMS blockiert die konsekutive Induktion LTP- und LTD- ähnlicher Plastizität durch PAS im humanen M1. Dieser Mechanismus neuronaler Metaplastizität geht über den sliding threshold Mechanismus der BCM-Theorie hinaus.