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Hirnstimulation: Unter Strom

Forscher können die Aktivität von Neuronen mit elektrischen und magnetischen Reizen immer gezielter beeinflussen. Davon erhoffen sie sich neue Therapieansätze gegen Schmerzen, Depressionen und zur Rehabilitation nach Schlaganfällen.
Reizende Methode

Wäre es nicht praktisch, wenn wir unserem Denkvermögen mit einer Art Hightech-­stirnband auf die Sprünge helfen könnten? Einfach so neues Wissen in den Kopf einzutrichtern, klappt zwar nicht. Doch ganz abwegig ist die Idee nicht. Es könnte durchaus funktionieren – und zwar mit Elektrizität.

Die "transkranielle Hirnstimulation", wie sich das Verfahren nennt, soll tatsächlich das Denken und Lernen fördern. Nicht nur das: Ärzte erhoffen sich neue Wege, um Depressionen zu lindern oder Schmerzen zu bekämpfen. Und schon seit Jahren investiert die DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency), die Forschungsabteilung des US-Verteidigungsministeriums, viel Geld, um mit dieser Technik die Reaktionsgeschwindigkeit von Soldaten zu steigern oder deren Müdigkeit zu vertreiben. Gleichwohl bleibt die praktische Anwendung ausgesprochen knifflig, und bei unsachgemäßem Einsatz kann sich die Wirkung ins Gegenteil umkehren.

Wie funktioniert die Hirnstimulation per Strom? Um die Hintergründe zu verstehen, müssen wir einen kurzen Ausflug in die Neurobio­logie von Nervenzellen unternehmen. Diese kommunizieren untereinander über Synapsen, an denen chemische Botenstoffe die Signale von ­einer Zelle auf die nächste übertragen. Innerhalb der Nervenzelle läuft die Signalverarbeitung jedoch über elektrische Prozesse. Grundlage hierfür ist die Spannung, die an der Zellmembran zwischen innen und außen herrscht. Wird die Zelle erregt, verringert sich dieses Membran­potenzial, während es umgekehrt bei Erregungsabnahme anwächst.

Es liegt somit nahe, das Membranpotenzial mit schwacher Gleichspannung über Kontakt­elektroden am Kopf zu verändern ...

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  • Quellen

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Polanía, R. et al.:The Importance of Timing in Segregated Theta Phase-Coupling for Cognitive Performance. In: Current Biology 22, S. 1314-1318, 2012

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