Klinische Neurophysiologie 2012; 43 - V162
DOI: 10.1055/s-0032-1301545

Differentielle Effekte von 10 und 20 Hz tACS über dem primären motorischen Kortex auf motorische Funktionen und kortikale Exzitabilität

CA Wach 1, V Krause 1, V Moliadze 2, W Paulus 3, A Schnitzler 1, B Pollok 1
  • 1Institut für Klinische Neurowissenschaften und Medizinische Psychologie, Düsseldorf
  • 2Abteilung für Phoniatrie und Pädaudiologie, Universitätsklinikum Frankfurt am Main, Frankfurt am Main
  • 3Abteilung für Klinische Neurophysiologie, UMG, Göttingen

Fragestellung: Synchronisierte oszillatorische Aktivität im Alpha- (8–12 Hz) und Beta- (13–30 Hz) Band spielt eine zentrale Rolle für die Bewegungssteuerung, wobei die genaue Bedeutung dieser Oszillationen noch ungeklärt ist. Mithilfe der transkraniellen Wechselstromstimulation (engl. transcranial alternating current stimulation, tACS) kann die oszillatorische Hirnaktivität in frequenzspezifischer Weise moduliert werden. Die vorliegende Studie untersuchte die Effekte von 10 und 20 Hz tACS über dem primären motorischen Areal (M1) auf motorische Funktionen und kortikale Exzitabilität.

Methode: Bei 15 rechtshändigen Probanden wurden motorische Funktionen anhand einer Fast-Finger-Tapping-Aufgabe, einer Diadochokinese-Prüfung und der sensorimotorischen Synchronisationsleistung der rechten Hand vor und nach (0, 30 und 60 min) tACS über M1 der linken Hemisphäre untersucht. Zeitgleich wurde die cortical silent period (CSP) bestimmt. TACS wurde mit 10 bzw. 20 Hz für 10 min bei einer Intensität von 1 mA appliziert. Als Kontrollbedingung diente eine Sham-Stimulation.

Ergebnisse: Während die tACS mit 10 Hz zu einer Erhöhung der Bewegungsvariabilität führte, bewirkte die Stimulation mit 20 Hz eine Verlangsamung der Bewegungsausführung. Die Effekte der 10-Hz-Stimulation fanden sich 30 Minuten nach Ende der Stimulation, die Effekte der 20 Hz tACS traten lediglich unmittelbar nach der Stimulation auf. In der 10-Hz-Bedingung korrelierten die Verhaltenseffekte signifikant mit der Dauer der CSP.

Schlussfolgerung: Erstmalig konnten unterschiedliche Effekte der tACS in Abhängigkeit der Stimulationsfrequenz auf motorische Funktionen und die kortikale Exzitabilität nachgewiesen werden. Die Daten unterstützen somit die Hypothese, dass Oszillationen im Alpha- und Beta-Band differentielle Effekte auf die Bewegungssteuerung haben. Alpha-Oszillationen scheinen hierbei eher fazilitatorisch zu wirken, während Beta-Oszillationen mit inhibitiorischen Effekten assoziiert sein könnten.