Die transkranielle Magnetstimulation ist eine nicht-invasive Technologie, bei der mit Hilfe starker Magnetfelder Bereiche des Gehirns sowohl stimuliert als auch gehemmt werden können. Damit ist diese ein nützliches Werkzeug in der neurowissenschaftlichen Forschung. Darüber hinaus wird die transkranielle Magnetstimulation in beschränktem Umfang in der neurologischen Diagnostik eingesetzt oder für die Behandlung von neurologischen Erkrankungen wie des Tinnitus, Apoplexie, der Epilepsie oder der Parkinson-Krankheit vorgeschlagen, ebenso in der Psychiatrie für die Therapie affektiver Störungen, allen voran der Depression, aber auch von Schizophrenien. Während Enzephalographie oder andere bildgebende Verfahren wie Kernspintomografie nur den momentanen Aktivitätszustand des Gehirns darstellen, kann die Magnetspule Funktionen an- oder ausschalten, sodass diese Kausalität diese Mehode zu einem interessanten Werkzeug für die Forschung macht. Der Proband fühlt nicht mehr als einen leichten Schlag auf die Kopfhaut, als klopfe man mit einem Bleistift darauf. Aus der Reaktion, etwa einer Armbewegung oder oder einem Lichtblitz, kann man schliessen, welche Funktion das stimulierte Hirnareal hat.
Aus ersten durchgeführten Studien lässt sich noch jedoch nicht erkennen, inwieweit die teilweise recht hohen klinischen Erwartungen an die transkranielle Magnetstimulation berechtigt sind. Studien zeigen, dass die Magnetstimulation je nach Impulsfrequenz Gehirnleistungen wahlweise fördern oder hemmen kann, d.h., sie kann Sprache ausschalten, vorübergehend Halluzinationen aufheben und sogar das Lösen von Denkaufgaben erleichtern. Wolfgang Klimesch (Institut für Psychologie der Universität Salzburg) etwa stimulierte bei Testpersonen jene Hirnregion, die für räumliches Denken zuständig ist, und in der Folge konnten die Probanden eine Übung, bei der es galt, im Geiste ein Objekt zu drehen, besser lösen.
Die transkranielle Magnetstimulation nutzt das physikalische Prinzip der elektromagnetischen Induktion. Eine tangential am Schädel angelegte Magnetspule erzeugt ein kurzes Magnetfeld von 200 bis 600 µs Dauer mit einer magnetischen Flussdichte von bis zu 3 Tesla. Die dadurch ausgelöste elektrische Potentialänderung bewirkt eine Depolarisation von Neuronen mit Auslösung von Aktionspotentialen. Die Stärke dieses elektrischen Feldes fällt mit der Entfernung von der Spule in erster Näherung exponentiell ab und hängt von den Eigenschaften des Kondensatorstromes und der Spule ab. Verwendet werden sogenannte Rundspulen und Doppelspulen. Letztere bestehen aus zwei Rundspulen, die sich jeweils am Rand berühren oder überlagern. Dadurch wird das Magnetfeld beider Teilspulen in dem Mittelteil der Spule überlagert und somit verstärkt.
Wirkung abhängig von der Persönlichkeit
Nach einigen neueren Untersuchungen (Sarkar et al., 2014) kann eine transkranielle Stimulation etwa die mathematischen Fähigkeiten eines Menschen verbessern, wenn sie am dorsolateralen präfrontalen Cortex angewandt wird, der bei der Regulierung von Gefühlen eine Rolle spielt. Es zeigte sich, dass Menschen mit Angst vor Mathematik schneller die richtigen Antworten finden und auch danach geringere auf Stress hinweisende Cortisolwerte aufwiesen. Allerdings schnitten Teilnehmer ohne Angst vor mathematischen Aufgaben nach der Stimulation schlechter ab, woraus man schließen kann, die die Grundängstlichkeit von Menschen, also ein Persönlichkeitsmerkmal, eine entscheidende Moderatorvariable darstellt.
Literatur
Gilder, Stuart A., Wack, Michael, Kaub, Leon, Roud, Sophie C., Petersen, Nikolai, Heinsen, Helmut, Hillenbrand, Peter, Milz, Stefan & Schmitz, Christoph (2018). Distribution of magnetic remanence carriers in the human brain. Scientific Reports, 8, doi:10.1038/s41598-018-29766-z.
Sarkar, A., Dowker, A., & Kadosh, R. C. (2014). Cognitive Enhancement or Cognitive Cost: Trait-Specific Outcomes of Brain Stimulation in the Case of Mathematics Anxiety. The Journal of Neuroscience, 34, 16605-16610.
http://de.wikipedia.org/wiki/Transkranielle_Magnetstimulation (10-09-10)