Neurowissenschaftliche Anwendungen von TMS

Navigiertes TMS

Der Einsatz von TMS in der Forschung erfordert eine individuelle und präzise Positionierung der TMS-Spule an der ausgewählten Hirnregion. MR-basierte Neuronavigationssysteme können den elektromagnetischen Hotspot der Spule in Echtzeit in einem individuellen, anatomischen MR-Datensatz visualisieren. Dies ermöglicht es dem Benutzer, das Ziel mit großer Präzision zu stimulieren und erleichtert die Reproduzierbarkeit des TMS-Setups.

Klinische Forschung

Die klinische TMS-Forschung wird durchgeführt, um die Sicherheit und Wirksamkeit der TMS zu bewerten, indem ihre Auswirkungen auf den Menschen untersucht werden. Die transkranielle Magnetstimulation (TMS) ist ein hervorragendes Mittel, um gezielte Bereiche des Gehirns selektiv zu modulieren (zu fördern oder zu hemmen), um neurologische und psychiatrische Erkrankungen zu behandeln. Im Gegensatz zu Arzneimitteln ist TMS eine nicht-systemische Behandlungsmethode, was bedeutet, dass TMS nicht über den Blutkreislauf im Körper zirkuliert und keine körperweiten systemischen Nebenwirkungen hat.

Multimodale TMS

Der Einsatz von TMS in Verbindung mit anderen Techniken ermöglicht ein umfassenderes Verständnis des menschlichen Gehirns. TMS kann mit verschiedenen Neuroimaging- und neurophysiologischen Technologien wie EEG, MEG, EMG, PET, fMRI, NIRS oder DTI kombiniert werden. Die Kombination von TMS mit anderen Techniken kann neuronale Interaktionen und Konnektivität zwischen verschiedenen Hirnbereichen aufzeigen.

Ereignisbezogene schnelle TMS

Bei der ereigniskorrelierten TMS wird die TMS mit einer spezifischen kognitiven Aufgabe kombiniert. Beispiele sind die Stimulierung des visuellen Kortex, während der Versuchsperson Bilder gezeigt werden, oder die Stimulierung des Broca-Areals, während die Versuchsperson aufgefordert wird, zu sprechen. Da die TMS sehr fokal ist und daher nur ganz bestimmte Hirnregionen beeinflusst, ist sie eine sehr hilfreiche Technik zur Untersuchung der Verbindungen und Funktionen des Gehirns bei der Ausführung kognitiver Aufgaben.

Mehrseitige TMS

Unter Multi-Side-TMS versteht man die Verwendung mehrerer unabhängig voneinander gesteuerter Stimulationsspulen, über dem Kopf einer Person. Sie wird für die Untersuchung der funktionellen Konnektivität innerhalb komplexer, miteinander verbundener Netzwerke eingesetzt. Durch Variation des Timings und der Position jeder Spule können die zeitlichen und räumlichen Beziehungen zwischen den Gehirnregionen untersucht werden. Der Bediener kann z. B. mehrere Stellen mit oder ohne Zeitverzögerung zwischen den Stimulationsimpulsen stimulieren. So ist es beispielsweise möglich, eine Hemisphäre zu unterdrücken, während die andere Stimulationsseite aktiviert wird.

EEG & TMS

Die experimentelle Hirnforschung kann von schmerzfreien und nicht-invasiven Stimulationsmöglichkeiten enorm profitieren. So kann die TMS eine vorübergehende Funktionsstörung in einem fokalen Bereich des Kortex hervorrufen. Dieser Läsionseffekt kann durch psychophysikalische Messungen charakterisiert werden und wichtige Rückschlüsse auf die funktionelle Bedeutung des stimulierten Kortexbereichs zulassen.

EEG-getriggerte TMS in Echtzeit

Ein heißes Thema in der heutigen Hirnforschung ist die zustandsabhängige Modulation von Gehirnnetzwerken in Echtzeit durch Anwendung personalisierter TMS-Muster. Mit dieser Echtzeitanwendung können Sie die kortikale Erregbarkeit und die Induktion von lang anhaltender Plastizität in Netzwerkbahnen im Hinblick auf das "richtige" Timing mit den "richtigen" TMS-Stimuli untersuchen.

Quadriplus Stimulation

Dieses innovative, repetitive transkranielle Magnetstimulationsprotokoll namens Quadripuls-Stimulation (QPS) kann ein breites Spektrum an motorischer kortikaler Plastizität erzeugen, das von MEP-Unterdrückung bis zu MEP-Fazilitation reicht. QPS kann nicht nur dauerhafte kortikale Plastizitätsänderungen hervorrufen, sondern auch zur Bewertung von Priming-Effekten verwendet werden: Wenn sie als Priming-Stimulation verwendet wird, die selbst keine LTP- oder LTD-ähnlichen Phänomene hervorruft, kann sie dennoch den Schwellenwert für LTP- oder LTD-ähnliche Plastizität verändern, die durch aufeinanderfolgende Stimulationen hervorgerufen wird.

Tierforschung

Translationale Forschung und Grundlagenforschung sind die Hauptbereiche für TMS-Anwendungen bei Tieren. Die Verwendung von Tieren bietet Vorteile in Bezug auf die Homogenität der Probanden, Krankheitsmodelle und die verfügbare Histologie.