Modulation of cerebral excitability by transcranial weak direct current stimulation

• Applicant: Professor Dr. Walter Paulus
• Subject Area: Clinical Neurology; Neurosurgery and Neuroradiology
• Term: from 2000 to 2003
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5245922

Zerebrale Stimulation mit schwachem Gleichstrom verschiebt die Ruhemembranspannung von Neuronen und moduliert damit deren Erregbarkeit. Im Tierversuch wurde gezeigt, daß diese Erregbarkeitsänderungen über Stunden nach Stimulationsende anhalten können und dann Charakteristika der Langzeitpotenzierung aufweisen. Beim Menschen ist dieses auch transkraniell und damit nicht invasiv anwendbare Verfahren bisher wenig untersucht. Besonders vielversprechend ist die Möglichkeit, selektiv zu bahnen oder zu hemmen, die fokale Begrenzung der Effekte sowie die manipulierbare Wirkungsdauer. Transkranielle Gleichstromstimulation ist somit potentiell geeignet zur therapeutischen Beeinflussung von zerebralen Erkrankungen, die mit pathologischen neuronalen Erregbarkeitsänderungen einhergehen. Beispielsweise liegen bei Epilepsien, Dystonien und in der frühen Phase des Schlaganfalls ("spreading depression") umschriebene zerebrale Erregbarkeitserhöhungen vor, die durch Gleichstromstimulation vermindert werden könnten. Demgegenüber ist beim Morbus Parkinson die zerebrale Erregbarkeit vermindert und könnte durch Stimulation mit schwachem Gleichstrom erhöht werden. Die der Langzeitpotenzierung ähnlichen Effekte der Gleichstromstimulation legen desweiteren ihren Einsatz im Rahmen von Rehabilitationsmaßnahmen zur Unterstützung zerebraler Plastizität nahe. Im Rahmen dieses Projektes soll der Wirkungsmechanismus der Stimulation mit Hilfe neuropharmakologischer Untersuchungen und der Methode der transkraniellen Magnetstimulation aufgeklärt werden. Des weiteren sollen Reizparadigmen etwickelt werden, die es ermöglichen, diese Technik, gegebenenfalls auch in Kombination mit transkranieller Magnetstimulation und neuropharmakologischer Intervention, gezielt bei Erkrankungen des zentralen Nervensystems zu nutzen.

• DFG Programme: Research Grants