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Neuroforum

Organ der Neurowissenschaftlichen Gesellschaft

Editor-in-Chief: Luhmann, Heiko / Wahle, Petra


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ISSN
2363-7013
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Volume 20, Issue 2

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Transkranielle Hirnstimulation: Möglichkeiten und Grenzen

Prof. Dr. Walter Paulus
  • Georg-August-Universität Göttingen Klinik für Klinische Neurophysiologie Robert-Koch-Str. 40 37075 Göttingen, Germany
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Published Online: 2017-02-25 | DOI: https://doi.org/10.1515/nf-2014-0202

Zusammenfassung

Neuen Erfordernissen aufgrund von Aktivität, Lernen oder Reaktionen auf Umweltreize passt sich das Gehirn durch ständige Reorganisation an. Diese Reorganisationsvorgänge können durch transkranielle Stimulationstechniken gefördert und erweitert, aber auch gehemmt oder verhindert werden. Am meisten verbreitet sind elektrische oder magnetische Reiztechniken; jüngere Methoden wie Naheinfrarotstimulation oder mechanische Stimu­lation mittels Ultraschall sind noch kaum untersucht. Transkranielle Magnetstimulation (TMS) erlaubt den schmerzfreien Transfer sehr kurzer und hoher elektrischer Energie durch den Schädel und kann Aktionspotenziale auslösen. Durch Variation von Anzahl, In­tensität und Reizabfolge kann repetitive TMS (rTMS) sowohl Hemmung als auch Bahnung im Gehirn erzeugen. Unterschieden werden kann zwischen nur kurzzeitiger Interferenz mit aktueller Hirnaktivität und plastischen Veränderungen, die länger über das Ende der Stimulation andauern. Schwächere elektrische Felder in der Größenordnung von 1 mA können schmerzfrei direkt durch den Schädel appliziert werden. Sie wirken wahrscheinlich über die Modulation neuronaler Membranen und beeinflussen die Spontanentladungsraten kortikaler Neurone. Sie umfassen den Bereich der transkraniellen Gleichstromstimulation (tDCS= transcranial Direct Current Stimulation) bis hin zu hochfrequenten Wechsel­stromfeldern (tACS) im kHz-Bereich. Wegen der Vielzahl der physikalisch möglichen Reizalgorithmen sind hypothesengenerierte Protokolle auf der Basis von meist zellulären oder neuronalen Netzwerkeigenschaften besonders gefragt, um sinnvolle Einengungen vornehmen zu können. Beispiele sind die theta burst Stimulation oder tACS im sogenannten „Ripple“ Frequenzbereich. Transkranielle Stimulationstechniken können naturgemäß in der Regel keine einzelnen Neurone selektiv stimulieren, allerdings erlaubt die Kombination mit Neuropharmaka selektivere Nacheffekte. Der Einsatz dieser Verfahren zum Zweck von „Neuroenhancement“ wird derzeit intensiv diskutiert.

About the article

Prof. Dr. Walter Paulus

Studierte Medizin an der Universität Düsseldorf (1972-1978) und promovierte dort 1978 über Psychophysik der Farbfehlsichtigkeit. Nach der Fach­arztweiterbildung an der Neurologischen Universitätsklinik Düsseldorf (Prof. Hans- Joachim Freund) und zwischenzeitlichem sechsmonatigen Forschungsaufenthalt am „National Hospital for Nervous Diseases“, UCL London wechselte er zunächst an die Neurologische Klinik mit klinischer Neu­rophysiologie des Alfried-Krupp-Kranken­hauses Essen (1984-1987) und 1987 dann an die Neurologische Universitätsklinik München, Klinikum Großhadern (jeweils Prof. Thomas Brandt). 1987 erhielt er die Lehrbefugnis für „Neurologie und kli­nische Neurophysiologie“ und wurde 1992 zum Direktor der Abteilung Klinische Neu­rophysiologie im Zentrum Neurologische Medizin der Medizinischen Fakultät der Universität Göttingen ernannt. 1997 war er Präsident der Deutschen Gesellschaft für Klinische Neurophysiologie, er ist derzeit Sekretär des European Chapter der International Federation of Clinical Neu­rophysiology. Er war Koordinator diverser Forschungsverbünde und Sprecher des Internationalen Graduiertenkollegs „Neu­roplasticity: from molecules to systems“.


Published Online: 2017-02-25

Published in Print: 2014-06-01


Citation Information: e-Neuroforum, Volume 20, Issue 2, Pages 202–211, ISSN (Online) 1868-856X, DOI: https://doi.org/10.1515/nf-2014-0202.

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