Transkranielle Gleichstromstimulation

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Die transkranielle Gleichstromstimulation (tDCS) (engl. Transcranial direct current stimulation) ist ein nichtinvasives, schmerzfreies und komplett reversibles Verfahren zur Elektrostimulation des Gehirns.[1] Dabei wird über auf der Kopfhaut angebrachten Elektroden Gleichstrom appliziert, wodurch die kortikale Erregbarkeit und die neuronale Aktivität verändert werden.

Die tatsächliche intrakraniell erzielte Stromdichte entspricht in etwa 50 % des ursprünglichen Stroms.[2] Die Ausrichtung und die Zeitspanne der kortikalen Aktivierungen hängen von der Polarität der Intensität und der Dauer der durchgeführten Stimulation ab.[3] Bei einer anodalen Stimulation mit einer festgelegten Stromdichte von 2 mA, dabei entspricht die intrakranielle Stimulation circa 1 mA[2], über eine Dauer von 20 Minuten ist die kortikale Aktivierung noch bis zu 90 Minuten nach der tDCS festzustellen.[4]

Durch die tDCS erfolgt eine Depolarisierung der Nervenzellmembrane. Die Stimulation moduliert die spontanen Aktivierungen der Neuronen in Folge einer Veränderung des Ruhemembranpotentials und führt entweder zu einer Aktivierung oder zu einer Inhibierung des Areals[5]. Die transkranielle Gleichstromstimulation eignet sich also für die spontane Modulation kortikaler Aktivität.[6] Eine anodale tDCS wirkt sich aktivierend auf das stimulierte Areal aus.[7][8][3]

Außerdem wird die tDCS von den Probanden auf Grund geringer Risiken, verglichen mit TMS besser angenommen. Die TMS, kann einen epileptischen Anfall evozieren, dieses Risiko besteht bei der tDCS nicht. Darüber hinaus eignet sich die transkranielle Gleichstromstimulation sehr gut für ein Doppelblind Design.[9][10] Über im Vorfeld programmierte Stimulationscodes ist weder der Testleiter noch der Proband über die Art der Stimulation informiert.

Die tDCS setzt sich auch im Leistungssport durch, da sich durch die beschleunigte Nervenleitgeschwindigkeit auch die Schnellkraft-Leistung z. B. bei Sprüngen hoch signifikant verbessern lässt.[11] Auch wenn die Wirkung kaum länger als 30 min vorhält und somit kaum für den Wettkampf verwendet wird, so ist es als Trainingsverfahren sehr beachtlich.[12]

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Nitsche, M. A., & Paulus, W. (2000). Excitability changes induced in the human motor cortex by weak transcranial direct current stimulation. In: The Journal of Physiology, 527(Pt 3), 633–639. doi:10.1111/j.1469-7793.2000.t01-1-00633.x
  2. a b Nitsche, M. A., & Paulus, P. D. W. (2007). Transkranielle Gleichstromstimulation. In P. D. med H. R. Siebner & P. D. med U. Ziemann (Eds.), Das TMS-Buch (pp. 533–542). Springer Berlin Heidelberg. doi:10.1007/978-3-540-71905-2_53
  3. a b Nitsche, M. A., Nitsche, M. S., Klein, C. C., Tergau, F., Rothwell, J. C., & Paulus, W. (2003). Level of action of cathodal DC polarisation induced inhibition of the human motor cortex. In: Clinical Neurophysiology, 114(4), 600–604. doi:10.1016/S1388-2457(02)00412-1
  4. Batsikadze, G., Moliadze, V., Paulus, W., Kuo, M.-F., & Nitsche, M. A. (2013). Partially non-linear stimulation intensity-dependent effects of direct current stimulation on motor cortex excitability in humans. In: The Journal of Physiology, 591(Pt 7), 1987–2000. doi:10.1113/jphysiol.2012.249730
  5. Antal, A., & Paulus, W. (2008). Transcranial direct current stimulation and visual perception. In: Perception, 37(3), 367 – 374. doi:10.1068/p5872
  6. M.A. Nitsche et al.: Transcranial direct current stimulation: State of the art. In: Brain Stimulation. Volume 1, Issue 3, 2008, S. 206 - 223. doi:10.1016/j.brs.2008.06.004
  7. Antal, A., Kincses, T. Z., Nitsche, M. A., Bartfai, O., & Paulus, W. (2004). Excitability Changes Induced in the Human Primary Visual Cortex by Transcranial Direct Current Stimulation: Direct Electrophysiological Evidence. In: Investigative Ophthalmology & Visual Science, 45(2), 702–707. doi:10.1167/iovs.03-0688
  8. Javadi, A. H., & Walsh, V. (2012). Transcranial direct current stimulation (tDCS) of the left dorsolateral prefrontal cortex modulates declarative memory. In: Brain Stimulation, 5(3), 231–241. doi:10.1016/j.brs.2011.06.007
  9. Cattaneo et al., 2011
  10. Gandiga, Hummel, & Cohen, 2006
  11. Arnd Krüger: Schnellere Schnellkraft, in: Leistungssport 47 (2017), 4, 31-32.
  12. Tanaka, S., Hanakawa, T., Honda, M. et al. (2009), Enhancement of pinch force in the lower leg by anodal transcranial direct current stimulation, Exp. Brain Res., 196 (3), 459-465.
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