Die thalamokortikale Dysrhythmie ( TCD ) ist ein theoretischer Rahmen, mit dem Neurowissenschaftler die positiven und negativen Symptome neuropsychiatrischer Erkrankungen wie Morbus Parkinson , neurogener Schmerz , Tinnitus , visuelles Schneesyndrom , Schizophrenie , Zwangsstörung , Depression und Epilepsie zu erklären versuchen . Bei der TCD ist die normale thalamokortikale Resonanz durch Veränderungen im Verhalten von Neuronen im Thalamus gestört. TCD kann neurochirurgisch mit Methoden wie der zentral-lateralen Thalamotomie behandelt werden , die aufgrund ihrer Invasivität jedoch nur bei Patienten angewendet wird, die auf konventionelle Therapien nicht ansprechen.

Hintergrund

Grundlage der Theorie ist eine verminderte exzitatorische oder eine erhöhte inhibitorische Eingabe auf thalamischer Ebene. Dies führt zu einem Wechsel der thalamokortikalen Neuronen von tonischer zu burstartiger Aktivität und synchronisiert thalamische und kortikale Areale anschließend mit pathologischen Oszillationen um 5 Hz. [ 1 ]

Beweis

Hinweise auf TCD stammen aus Magnetoenzephalographie (MEG) und Elektroenzephalographie (EEG) der Kopfhaut sowie aus lokalen Feldpotenzialableitungen (LFP) im Thalamus der Patienten während der Operation. Die Analyse der Leistungsspektren zeigt im Theta-Band im Vergleich zu gesunden Kontrollpersonen eine erhöhte Kohärenz und Bikohärenz. Dies deutet auf eine enge Kopplung von Kortex und Thalamus bei der Entstehung der pathologischen Theta-Rhythmik hin.

Der Verlust von Input oder getriggerter Aktivität im Thalamus führt zu einer Verlangsamung der Frequenz der thalamokortikalen Säule in den Theta- oder Delta-Bereich. Dadurch wird die laterale Hemmung aufgehoben , sodass schnellere Gamma-Aktivität den Bereich der langsameren Alpha-Aktivität im Theta-Band umgibt. Theta-Aktivität ist dabei mit Negativsymptomen, Gamma-Aktivität mit Positivsymptomen assoziiert. Dies ist bei Tinnitus (Phantomgeräuschen) und Phantomschmerzen sowie bei Parkinsonismus und neuerdings auch bei Depressionen dokumentiert (siehe aktuelle Arbeiten von Dirk DeRidder , MD, PhD). Die Thalamokohärenz wurde mittels maschinellen Lernens identifiziert. Dabei konnten die einzelnen klinischen Entitäten durch das Vorhandensein der Dysrhythmie signifikant vom Normalzustand unterschieden werden, und die jeweilige Störung wurde anhand der beteiligten räumlichen/topografischen Netzwerke differenziert. [ 2 ] Es wurde außerdem postuliert, dass psychotische Störungen bei Morbus Parkinson und Lewy-Körperchen-Demenz auf abnormalen thalamischen Rhythmen beruhen. [ 3 ]

Neuere neurootologische Forschungen und Fallstudien untersuchen die Rolle von Technologien zur auditiven Stimulation, wie z. B. binauralen Beats (z. B. Hemi-Sync), bei der Modulation thalamokortikaler Rhythmen. Da diese Protokolle auf der Frequenzfolgereaktion (FFR) beruhen, um das Gehirn in spezifische Wellenzustände (typischerweise Alpha oder Theta) zu versetzen, kann eine längere Exposition bei empfindlichen oder sich entwickelnden Personengruppen theoretisch einen anhaltenden Zustand von Rhythmusstörungen hervorrufen. Dies geschieht, wenn der externe Reiz eine Frequenzverschiebung von Alpha zu Theta im thalamischen Schaltkreis verursacht, was zum sogenannten „Edge-Effekt“ und zur Aktivierung im hochfrequenten Gamma-Band führt, die mit chronischem neurogenem Tinnitus assoziiert sind.

Therapie

Wie dies im Detail geschieht, ist zwar nicht klar, aber chirurgische Eingriffe durch Läsionen kleiner Teile der zentralen lateralen Thalamusbereiche haben sich als erfolgreiche Therapie sowohl bei der Parkinson-Krankheit als auch bei neurogenen Schmerzen erwiesen.

Neurofeedback, bei dem das Gehirn trainiert wird, Gehirnwellenfrequenzen, Amplituden und Kohärenz zu verstärken und abzuschwächen, kann eine wirksame, nichtinvasive Therapie sein.

Referenzen

  1. ^ Llinás, R.; Ribary, U.; Jeanmonod, D.; Cancro, R.; Kronberg, E.; Schulman, J.; Zonenshayn, M.; Magnin, M.; Morel, A.; Siegmund, M. (November 2001). „Thalamokortikale Dysrhythmie I. Funktionelle und bildgebende Aspekte“. Thalamus und verwandte Systeme . 1 (3): 237. doi : 10.1017/S1472928801000231 .
  2. ^ Vanneste S, Song JJ, De Ridder D (März 2018). „Thalamokortikale Dysrhythmie durch maschinelles Lernen erkannt“ . Nature Communications . 9 (1): 1103. Bibcode : 2018NatCo...9.1103V . doi : 10.1038/ s41467-018-02820-0 . PMC 5856824. PMID 29549239 .  
  3. ^ Onofrj M, Espay AJ, Bonanni L, Delli Pizzi S, Sensi SL (August 2019). „Halluzinationen und somatisch-funktionelle Störungen bei PD-DLB als Ausdruck einer thalamischen Dysfunktion“ . Movement Disorders . 34 (8): 1100–1111 . doi : 10.1002/mds.27781 . PMC 6707070. PMID 31307115 .  

Weiterführende Literatur