Noninvasive central modulation of pain follwing TMS inhibition of the secondary somatosensory cortex in healthy subjects
Final Report Abstract
Schmerz liegen komplexe pathophysiologische Prozesse zugrunde, und in der Prävention oder Behandlung insbesondere chronischer Schmerzen werden multimodale Ansätze verfolgt. Dennoch leidet schätzungsweise ein Fünftel der Europäer unter täglich wiederkehrenden Schmerzen, was verdeutlicht, dass es bisher nur unzureichende Therapieoptionen gibt. Aktuelle humane Schmerzforschungsansätze richten sich sowohl auf die Entdeckung neuer Analgetika als auch auf nichtmedikamentöse Methoden der Schmerzbehandlung. Erste Ergebnisse von Untersuchungen mit einer gezielten nichtinvasiven Hemmung von schmerzverarbeitenden Hirnarealen deuten darauf hin, dass sich daraus möglicherweise eine Methode zur Modulation von Schmerz entwickeln lässt. Ersten Untersuchungen im Rahmen des jetzigen Projekts zeigten jedoch, dass die Wirkungen einer inaktivierenden Stimulation (cTBS) interindividuell sowohl hinsichtlich ihres Ausmaßes als auch hinsichtlich ihrer Richtung sehr stark variierten. Dies machte es erforderlich, in einer Voruntersuchung zunächst ein Kriterium zu erarbeiten, nach dem geeignete Probanden für die Untersuchung der Modulation der zentralen Verarbeitung von Schmerzreizen mit cTBS ausgewählt werden könnten. In einer Subgruppe von Probanden konnten mittels cTBS die Amplituden motorisch evozierter Potenziale ausreichend verkleinert werden, was darauf hindeutete, dass sich in diesen Personen die gewünschte zentrale Dämpfung tatsächlich auslösen lies. Bei diesen Personen wurde die zentrale Verarbeitung von trigeminalen Schmerzreizen unterschiedlicher Stärke vor und nach cTBS des sekundären somatosensorischen Kortex (S2) oder des primären Motorkortex (M1) in einer placebokontrollierten („Sham“-Stimulation) Studie untersucht. Es gelang mittels cTBS, die zentrale Verarbeitung von Schmerzreizen zu hemmen und die reizstärkebezogene Intensivierung der Aktivierungen in schmerzassoziierten Hirnregionen abzuschwächen. Dieser Effekt war in S2 und im insulären Kortex am stärksten sichtbar. Eine nahfolgende Datenauswertung zeigte jedoch, das diese Effekte ausschließlich nach cTBS von M1 auftraten, während cTBS von S2 keine von der Placebo Stimulation unterscheidbaren Veränderungen der reizbezogenen Hirnaktivierungen auslöste. Die signifikante Hemmung der zentralen Schmerzreizverarbeitung siegelte sich jedoch nicht in den Einschätzungen der Schmerzreizintensität durch die Probanden wider. Diese bildeten robust und mit genügender Auflösung die steigende Schmerzhaftigkeit von nozizeptiven Reizen ansteigender physikalischer Intensität ab, jedoch änderte sich diese Beziehung unter keiner Bedingung nach cTBS. Zusammengefasst haben die Untersuchungen ergeben, dass hemmende cTBS von M1, nicht aber von S2, die zentrale Verarbeitung nozizeptiver Reize hemmen konnte, diese Modulation aber keine subjektiv relevante Änderung der Schmerzwahrnehmung erzeugte. Das deutet darauf hin, dass die Methode der hemmenden cTBS zur Schmerzminderung für die klinische Anwendung noch nicht ausgereift ist und weitere Untersuchen angeschlossen werden müssen.
Publications
- (2019) Effects of continuous theta-burst stimulation of the primary motor and secondary somatosensory areas on the central processing and the perception of trigeminal nociceptive input in healthy volunteers. Pain 160 (1) 172–186
Annak, Onur; Heidegger, Tonio; Walter, Carmen; Deichmann, Ralf; Nöth, Ulrike; Hansen-Goos, Onno; Ziemann, Ulf; Lötsch, Jörn
(See online at https://doi.org/10.1097/j.pain.0000000000001393) - (2017). A data-driven approach to responder subgroup identification after paired continuous theta burst stimulation. Front Human Neurosci 4, 382
Heidegger, T., Hansen-Goos, O., Batlaeva, O., Ziemann, U., and Lötsch, J.
(See online at https://doi.org/10.3389/fnhum.2017.00382)
