Transkranielle Wechselstromstimulation

Zusammenfassung

Die transkranielle Wechselstromstimulation (tACS) ist ein Verfahren zur Beeinflussung der oszillatorischen Gehirnaktivität, wie sie sich im Elektroenzephalogramm (EEG) messen lässt. Im Unterschied zu bereits etablierten Stimulationsverfahren wie der transkraniellen Gleichstrom- oder Magnetstimulation wird bei der tACS ein sinusförmiger Wechselstrom einer bestimmten Frequenz appliziert. Dadurch werden endogene Hirnoszillationen in ihrer Amplitude oder Frequenz verändert und kognitive Prozesse, die mit dieser Oszillation in Zusammenhang stehen, moduliert. tACS bietet damit die Möglichkeit, bereits bekannte korrelative Beziehungen zwischen Hirnoszillationen und kognitiven Prozessen auf Kausalität hin zu überprüfen. In zahlreichen neurokognitiven Studien zu sensorischen, motorischen und Wahrnehmungsprozessen konnte bereits ein solcher Kausalzusammenhang aufgezeigt werden. Demgegenüber steht die klinische Anwendung der tACS noch am Anfang. Prinzipiell können alle Pathologien behandelt werden, für die ein gesicherter Zusammenhang mit einer Hirnoszillation einer definierten Frequenz besteht. Bisher wird überwiegend zu Symptomen der Parkinson-Krankheit, aber auch Tinnitus geforscht. Wichtig für eine erfolgreiche Anwendung der tACS ist die hypothesengeleitete und auf die jeweilige Symptomatik hin angepasste Einstellung der Frequenz, Intensität und Dauer der Stimulation sowie die Position der Stimulationselektroden. Von großer Bedeutung für einen möglichen Therapieerfolg ist das Fortbestehen eines tACS-Effektes über die Stimulationsdauer hinaus. Ein Mechanismus, der solche dauerhaften Effekte erklären kann und der sich therapeutisch nutzen lässt, ist neuronale Plastizität. Ein besseres Verständnis von tACS-Nacheffekten stellt daher einen aktuellen Forschungsschwerpunkt dar.

Summary

Transcranial alternating current stimulation (tACS) is a new technique for the modulation of oscillatory brain activity as measured in the electroencephalogram (EEG). In contrast to well-established stimulation techniques, such as transcranial direct current stimulation and transcranial magnetic stimulation, tACS applies a sinusoidal alternating current at a specific frequency. This enables the modulation of the amplitude and frequency of endogenous brain oscillations as well as related cognitive processes. Therefore, the use of tACS has the possibility to evaluate well-known correlations between brain oscillations and cognitive processes in terms of causality. Such causal relationships have been documented in numerous neurocognitive studies on sensory, motor and perceptual processes; however, the clinical application of tACS is still in its infancy. In principle, any pathology that can reliably be connected with brain oscillations of a defined frequency is treatable. A current main focus of clinical research is on symptoms of Parkinson’s disease and to a lesser degree, tinnitus. For an effective application of tACS it is important to choose the electrode positions as well as the frequency, intensity and duration of the stimulation in a theory-based and symptom-related manner. A successful therapeutic intervention requires the persistence of the tACS effect after stimulation has ceased. A mechanism that offers not only an explanation to the origin of persistent tACS effects but is also of high therapeutic benefit is neural plasticity. Therefore, one current focus of research aims at a better understanding of tACS after effects.