Hintergrund:
Im Verlauf der Alzheimer-Erkrankung kommt es zu abnormen Veränderungen der Hirnaktivität, was zu Beeinträchtigungen der kognitiven Fähigkeiten, insbesondere des Gedächtnisses führt. Bisherige medikamentöse Therapien zeigten bislang nur einen begrenzten Effekt auf die Gedächtnisdefizite, weshalb neue nicht-medikamentöse Therapieansätze zunehmend gefordert sind. Eine vielversprechende Therapiemöglichkeit zur Veränderung der gestörten Hirnaktivität bei Alzheimer-PatientInnen stellt die nicht-invasive Hirnstimulation dar, bei der von außen mittels elektrischer Reize die Aktivität des stimulierten Hirnareals beeinflusst wird, ohne dass der Betroffene davon etwas spürt.

Für weitere neurologische Erkrankungen, welche mit einer krankheitsbedingten Veränderung der Hirnaktivität einhergehen, konnte die nicht-invasive Hirnstimulation bereits erfolgreich als Therapie etabliert werden. Die Alzheimer-Krankheit scheint vor allem durch Veränderungen der Hirnströme im sogenannten alpha-Band, einem bestimmten Frequenzbereich von Hirnströmen, charakterisiert zu sein. Ein Zusammenhang zwischen der Hirnaktivität im alpha-Band und der kognitiven Verschlechterung im Alter und bei Alzheimer-PatientInnen konnte bereits mehrfach gezeigt werden. Aus diesem Grund scheint die Veränderung der gestörten Hirnaktivität innerhalb des alpha-Bandes mittels nicht-invasiver Hirnstimulation eine besonders vielversprechende Methode zu sein, um die Gedächtnisdefizite von Alzheimer-PatientInnen zu adressieren.

 

Wissenschaftliche Zielsetzung:
Untersucht werden soll, inwiefern die Hirnaktivität im alpha-Band durch die nicht-invasive Hirnstimulation verändert werden kann. Ferner soll untersucht werden, ob diese Veränderungen nur lokal zu beobachten sind oder sich über große Hirnnetzwerke hinweg zeigen. Letztendlich wird geprüft, inwieweit diese Veränderungen zu einer Verbesserung der Gedächtnisleistung bei Alzheimer-PatientInnen führen.
Sollten sich positive Effekte zeigen, könnte diese Methode zur Behandlung bei PatientInnen mit einer Alzheimer-Erkrankung zum Einsatz kommen.

 

Folgende Hypothesen sollen analysiert werden:
H1: Die non-invasive Hirnstimulation parieto-okzipitaler Hirnregionen unter Verwendung personalisierter Stimulationsmuster führt zu einer erhöhten Synchronisation der Alpha-Oszillation zwischen verschiedenen Hirnarealen (coherence).
H1a: Das räumliche Verteilungsmuster der Hirnareale, welche eine erhöhte Synchronisation der Alpha-Oszillation aufweisen, zeigt eine Überlappung mit Arealen des Default Mode Networks.
H2: Die Erhöhung der Kohärenz ist spezifisch für das Alpha-Frequenzband und zeigt sich nicht oder in bedeutend geringerem Maße in angrenzenden Frequenzbändern.
H3: Der Modulationseffekt zeigt eine Abhängigkeit vom Ausgangszustand (state-dependency), was sich in einer stärkeren relativ erhöhten Synchronisation der Alpha-Oszillation für AD PatientInnen gegenüber gesunden Senioren zeigt.
H4: Die stimulationsbedingt erhöhte Synchronisation der Alpha-Oszillation korreliert mit einer Verbesserung der Performanz in der durchgeführten spatialen Gedächtnisaufgabe während der Stimulation.

Das Ziel umfasst die hypothesenbasierten Datenanalyse, die Erstellung eines wissenschaftlichen Artikels, sowie dessen Veröffentlichung in einer renommierten internationalen Zeitschrift.

 

Zwischenbericht der Studie - Sommer 2022:
Insgesamt bestätigt unsere Studie die Wirksamkeit des verwendeten rTMS-System, welches sich aufgrund der kleinen Spulen und der geringen Intensität des Magnetfelds auch für die Anwendung zu Hause eignet und somit einen vielversprechenden und praktikablen therapeutischen Ansatz darstellt.
Es bleibt noch zu klären, in welcher Phase der Gedächtnisbildung die Stimulation die günstigste Wirkung auf das Verhalten haben könnte.
Den gesamten Zwischenbericht können Sie hier einsehen.

 

Abschlussbericht der Studie - März 2023:
Im März 2023 konnte das Projekt abgeschlossen werden.

 

Mit der vorliegenden Studie konnten wir zeigen, dass bereits eine Sitzung rTMS mit niedriger Intensität und hoher Frequenz in der Lage ist, die endogenen Hirnoszillationen bei Alzheimer-Patient:innen zu modulieren. Dabei wurde primär eine Zunahme der individuellen Alpha-Peak-Power und der globalen Kohärenz im Alpha-Frequenzband bei den Alzheimer-Patient:innen beobachtet.
Auch wenn die Stimulation selbst zu keiner allgemeinen Verbesserung der Gedächtnisleistung führte, so ist dennoch zu beobachten, dass die individuelle Alpha-Peak-Power und die globale Kohärenz einen positiven Einfluss auf die Gedächtnisfunktionen zu haben scheinen.

Zur Erforschung, in welcher Phase der Gedächtnisbildung eine Stimulation positive behaviorale Wirkungen zeigt, bedarf es weiterer Forschungsbemühungen. Auch die Analyse der Auswirkungen einer seriellen Anwendung des getesteten Stimulationsprotokolls auf kognitive Domänen im Prä-/Post-Vergleich erscheint sinnvoll.

 

Veröffentlichung der Ergebnisse:
Die Ergebnisse werden im Rahmen von mindestens zwei Publikationen veröffentlicht. Dabei befasst sich die erste Arbeit mit den Wirkungen der Stimulation auf die spektrale Leistungsdichte und steht kurz vor der Einreichung. Die zweite Arbeit berichtet die Ergebnisse bezüglich der EEG-Kohärenz und wird momentan verfasst.
Den gesamten Abschlußbericht können Sie hier einsehen.

 

In der Zeit vom 16. - 20. Juli 2023 hat in Amsterdam die jährliche AAIC (Alzheimer’s Association International Conference) stattgefunden.
Hier war unsere Stiftung mit dem zuletzt geförderten Projekt auf einem Stand präsent. Die Kurzinformationen können Sie hier sehen.