Rostocker Symposium zu Gehirnnetzwerken. Tiefe Hirnstimulation zeigt Wirkungen im gesamten Gehirn

Prof. Dr. med. Rüdiger Köhling und Dr. rer. nat. Denise Franz bei einem sogenannten Patch-Clamp-Messstand ©Joachim Mangler

Die physiologischen Grundlagen der Tiefen Hirnstimulation (THS) bei der Therapie von Krankheiten wie Parkinson und Dystonie sind Themen des Rostocker Symposiums „Modulation von Gehirnnetzwerken: Mechanismen, Modelle & medizinische Übersetzung“ am 24. und 25. September 2026. Dabei werden die 17 internationalen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die neuesten Ergebnisse der Grundlagenforschung präsentieren, wie der Direktor des Oscar-Langendorff-Instituts für Physiologie an der Universität Rostock, Prof. Dr. med. Rüdiger Köhling, sagte.

Eine der zentralen Neuigkeiten seien die Ergebnisse der Rostocker Elektrophysiologin Dr. rer. nat. Denise Franz, die im Sonderforschungsbereich 1270 ELektrisch Aktive ImplaNtatE – „ELAINE“ der Universität Rostock arbeitet. „Wir konnten mit Biomarkern nachweisen, dass die Stimulation der Zielgebiete wie den Basalganglien Auswirkungen auf die Aktivitäten des gesamten Hirns hat“, berichtete Franz. Dazu seien bislang nur Vermutungen angestellt worden. „Die Auswirkungen sind im Cortex, Thalamus oder Kleinhirn und auf deren Zusammenspiel zu beobachten, obwohl diese Hirnbereiche nicht direkt durch die Stimulation betroffen sind. Das ist erstaunlich und weitreichend.“

Somit sei klar, dass sich das Gehirn an die Stimulation anpassen und die Kommunikation unter den Hirnregionen verändern kann. Es habe sich gezeigt, dass die direkte Reaktion auf die Stimulierung zunächst die Kommunikation zwischen den Hirnbereichen betrifft. „Über die Zeit passt sich diese Reaktion an und wird normalisiert. Im Gegenzug reduziert sich die Erregbarkeit der einzelnen Zellen“, erklärte Franz.

Wie Köhling weiter erklärte, stelle sich nun unter anderem die Frage, wie neuronale Netzwerke über größere Distanzen im Bereich von Millisekunden ihre Aktivitäten miteinander koppeln. Für die künftige Therapie von Parkinson und Dystonie sei es wichtig, dass diese elektrophysiologischen Daten in Modellierungen einfließen. „So können wir ein Vorhersagemodell und auch bessere Biomarker für die Steuerung der THS entwickeln.“ 

Bei der THS werden feine Elektroden operativ in tief liegende Regionen des Gehirns implantiert. Diese geben kontinuierlich schwache elektrische Impulse ab, um krankhafte neuronale Aktivitäten zu modulieren und Symptome zu lindern. Schon seit Ende der 1980er Jahre ist bekannt, dass die THS bei manchen Patienten zu einer Besserung der Symptome führen kann. Im SFB 1270 „ELAINE“ versuchen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern zu ergründen, wo die Ursachen für diese Wirkung liegen. 

Neben den Bewegungsstörungen wie Parkinson oder Dystonie kann die THS auch zur Therapie von Epilepsien oder psychischen Störungen eingesetzt werden. Bei Parkinson oder Dystonie kann die THS die Mobilität wesentlich verbessern und so ebenfalls mögliche Schmerzen mindern. Aber die zugrundeliegende Störung könne die THS vermutlich nicht verändern, betonte Köhling.