Modulation von Handfunktion und neuraler Aktivität nach cerebraler Ischämie mittels rTMS

Funktionelle Bildgebungsstudien mit PET oder fMRT haben gezeigt, dass im Gehirn nach einer zerebralen Ischämie ein verändertes Aktivierungsmuster motorischer Areale beobachtet werden kann mit verstärkter Rekrutierung von ipsilateralen motorischen und bilateralen nicht-motorischen Kortexregionen (Weiller et al., 1992; Ward et al., 2003; Tombari et al., 2004). Als Zeichen der kortikalen Reorganisationen ändert sich im Verlauf das Aktivierungsmuster und erreicht bei Patienten, die eine vollständige Rückbildung ihrer Lähmung aufweisen, auch wieder ein physiologisches Niveau (Ward et al., 2003; Calautti und Baron, 2003).

Die ipsilaterale Überaktivierung des primären Motorkortex (M1) kann als Ausdruck einer Störung der normalen Balance der interhemisphärischen transkallosalen Inhibition beider Motorkortizes aufgefasst werden. Daraus leitet sich die Hypothese ab, dass ein Ausgleich dieser pathologischen Imbalance durch Drosselung des überaktiven gesunden Motorkortex dessen inhibierenden Einfluss auf das homotope geschädigte M1 Areal reduzieren könnte. Auf Verhaltensebene würde dies einer verbesserten motorischen Funktion der paretischen Hand entsprechen. Wir haben daher den Einfluss der repetitiven 1-Hz TMS (rTMS) über dem nicht geschädigten Motorkortex (100% der motorischen Ruheschwelle über 10 Minuten) auf die neurale Aktivität bei gesunden Probanden und bei Schlaganfall-Patienten nach Ischämie im Territorium der A. cerebri media mithilfe der fMRT gemessen. Das Ausmaß und die Veränderungen der transkallosalen Inhibition wurde mit dem mathematisch-statistischen Modell des „Dynamic Causal Modellings“ (DCM) ermittelt. Auf Verhaltensebene konnten wir hierbei mittels kinematischer Bewegungsanalyse eine Verbesserung der motorischen Leistung der betroffenen Hand nachweisen.

Die DCM Ergebnisse zeigten, dass durch rTMS über dem gesunden M1 die im Vergleich zum Normalkollektiv gesteigerte M1-Aktivität so moduliert werden kann, dass die initiale interhemisphärische Imbalance zugunsten des nicht geschädigten M1 ausgeglichen wird. Dies lässt sich innerhalb des Modells als Modulation der transkallosalen Inhibition nachweisen. Zusammenfassend kann mit der Methode der rTMS die gestörte interhemisphärische Interaktion nach Schlaganfall nicht-invasiv beeinflusst werden. Die Methode könnte neue Wege in der Rehabilitation von Handfunktionsstörungen bei Schlaganfallpatienten aufzeigen.