Uwe Herwig

Die repetitive Transkranielle Magnetstimulation (rTMS) ist eine innovative Technologie, mit der nicht-invasiv neurobiologische, physiologische und psychologische Funktionen des Gehirns moduliert werden können. In Konferenzen deutscher TMS-Experten wurde, einem formalen Konsensusprozess folgend, das Nutzen/Risiko-Verhältnis der rTMS als therapeutische Technik für die Psychiatrie beurteilt. Die rTMS wurde als viel versprechendes und innovatives Verfahren beurteilt, dessen weitere Erforschung wünschenswert ist. Zurzeit erscheinen depressive Störungen unter der Vielzahl untersuchter Diagnosen als mögliche Hauptindikation einer rTMS-Behandlung. Die überwiegend medikamentös vorbehandelten und zum Teil therapieresistenten depressiven Patienten zeigten in den existierenden Studien ein positives Nutzen/Risiko-Profil im Sinne einer moderaten klinischen Verbesserung bei zugleich niedriger Nebenwirkungsrate. Die rTMS sollte grundsätzlich von in der Methode erfahrenen oder speziell ausgebildeten Ärzten durchgeführt werden. Die aktuellen Sicherheitsempfehlungen sind dabei zu berücksichtigen und ein engmaschiges Therapiemonitoring sollte erfolgen. Obwohl der wissenschaftliche Datenbestand zur rTMS stetig wächst, ist die Methode gegenwärtig noch als experimentelles Therapieverfahren einzuschätzen, das bislang noch weniger gut untersucht ist als vor einer Zulassung stehende Psychopharmaka. Repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) is a technology that allows non-invasive modulation of neurobiological, physiological and psychological functions. A conference of national rTMS experts in Germany has assessed benefit/risk aspects of rTMS as a therapeutic tool in psychiatry following a formal consensus process. rTMS has been rated as promising and innovative treatment technique, worth further exploration in controlled clinical settings. Depressive disorders appear to be the primary target for rTMS treatment within the variety of psychiatric disorders investigated to date. A moderate therapeutic efficacy together with few and modest side effects results in an overall positive benefit/risk ratio in the investigated pre-treated or treatmentresistant depressed patients. The clinical application of rTMS should be restricted to physicians experienced with rTMS or specially trained who follow safety guidelines and monitor patients closely. In spite of the growing body of evidence, rTMS is still an experimental technique and its efficacy and safety have been less substantially proven compared to pharmacological agents approved for the treatment of psychiatric disorders.

Die transkranielle Magnetstimulation (TMS) hat sich in den letzten Jahren aufgrund ihrer guten zeitlichen und zufriedenstellenden räumlichen Auflösung sowie der guten Verträglichkeit und Sicherheit und ihrer einfachen Praktikabilität als Forschungsinstrument in den Neurowissenschaften etabliert. Ein grundlegendes Problem bleibt jedoch die optimale Positionierung der Spule zur gezielten und fokussierten Stimulation. Die initial verwendeten Methoden zur Spulenpositionierung (in Anlehnung an das EEG-10-20-System, orientiert am Motorkortex oder an Landmarken) sind mittlerweile durch exaktere, aber auch kostenintensivere stereotaktische Positionierungsmethoden ergänzt worden. Diese neuen Techniken bedienen sich der Bildgebung, insbesondere der Magnetresonanztomographie. Rahmenlose optisch gesteuerte Neuronavigationssysteme können als komfortable und präzise Methode zur Spulenpositionierung angesehen werden. Unser Beitrag stellt verschiedene TMS-Positionierungsstrategien und -methoden vor. In the past years transcranial magnetic stimulation (TMS) has become etablished as research tool in neurosciences due to its characteristics: high temporal resolution, innocuous effect of the magnetic fields and the easy practicability. One of the main difficulties of this method consists in finding the optimal coil position when trying a focused stimulation. The positioning methods initially used, e.g. oriented to the international EEG 10-20 system, oriented to the motor cortex or using specific landmarks, have been complemented by neuronavigational devises in the last years. These techniques are based on individual imaging data aquired prior to TMS. Optical tracked and frameless neuronavigation appears to be, due to its comfortable use and accuracy, the optimal positioning method for foccused TMS. Our manuscript adresses the issue of different coil positioning strategies, advantages and disadvantages.

Objective. Paired-pulse transcranial magnetic stimulation (ppTMS) of the motor cortex can be used to measure intracortical inhibition and facilitation of evoked motor potentials dependent on different interstimulus intervals (ISI). The reuptake-inhibition of norepinephrine, known as an excitatory neuromodulator and neurotransmitter, was postulated to enhance cortical excitability through increased facilitation and reduced inhibition as measured with ppTMS. Methods. Eight healthy subjects were examined with ppTMS at ISIs of 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 15 and 20 ms before and approximately 1.5 h after ingestion of 8 mg reboxetine. The group effects at the different ISIs pre/post reboxetine intake were analysed. Results. Post-reboxetine ppTMS showed an enhanced intracortical facilitation effect at ISIs of 8, 10, 15 and 20 ms. A decreased inhibition was found at an ISI of 3 ms. Conclusions. Reboxetine-induced higher postsynaptic norepinephrine level enhances intracortical excitability as measured with ppTMS. This finding provides new perspectives for evaluating neurophysiological properties of antidepressive medication and for investigating the pathophysiology of depression.

Die antidepressive Wirkung der repetitiven transkraniellen Magnetstimulation (rTMS) wurde in den letzten Jahren in zahlreichen Studien untersucht. Das Spektrum der Ergebnisse reicht von der Beurteilung der Methodik als unwirksam bis hin zu Besserungsraten um mehr als 50 %. Ein Vergleich der Ergebnisse verschiedener Arbeitsgruppen wird dadurch erschwert, dass sich die meisten Studien hinsichtlich der Stimulationsparameter, der Patientenauswahlkriterien und weiterer Designaspekte voneinander erheblich unterscheiden. Explizit pathophysiologisch begründete Parameter für eine antidepressiv wirksame Stimulation wurden bisher nicht gefunden; dies sollte Thema künftiger Untersuchungen sein, wobei unterstützend auch funktionell bildgebende Techniken herangezogen werden können. Dieser Artikel bietet eine Übersicht der bisher publizierten Studien, eine kritische Analyse der verschiedenen Stimulationsprotokolle und zeigt mögliche Zukunftsperspektiven der antidepressiven TMS auf. The antidepressant effect of repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) has been studied intensively over the last years. Numerous studies worldwide yielded variable results ranging from ineffectivity to an efficacy rate of more than 50 % for the reduction of depressive symptoms. A comparison of the effectiveness of TMS across studies is difficult due to the variety of chosen stimulation parameters, different inclusion criteria, and different designs. The discrepancies in results could be partially in account to these factors. From a pathophysiological point of view, there are no empirically justified parameters published carrying out an antidepressant TMS. Further studies are required to find optimal stimulation parameters using complementary methods like functional imaging techniques or regarding other factors that could interfere with its efficacy. An overview of studies published in the last ten years, a critical analysis of stimulation procedures and protocols, and possible future perspectives of this method are reviewed in this article.

In der kognitiven Neurowissenschaft werden verschiedene Methoden zur Untersuchung zentralnervöser Informationsverarbeitungsprozesse angewendet. Die transkranielle Magnetstimulation (TMS) bereichert das methodische Spektrum als ein nichtinvasives, gut verträgliches Verfahren, mit dem gezielt die Hirnrindenaktivität in sehr guter zeitlicher und zufriedenstellender räumlicher Auflösung moduliert werden kann. In den letzten 10 Jahren hat sich die Anwendung der TMS von dem mittlerweile routinemäßigen Einsatz in der neurologischen Diagnostik auf die Untersuchung verschiedener kognitiver Funktionen ausgedehnt. In diesem Übersichtsartikel werden zunächst die physikalischen und technischen Aspekte der TMS und anschließend Untersuchungen am Motorkortex mit den Effekten von Einzelpuls- gegenüber repetitiver TMS vorgestellt. Studien zur visuellen Wahrnehmung und zur Aufmerksamkeit bilden einen weiteren Schwerpunkt. Zudem werden Arbeiten zu höheren kognitiven Leistungen wie Sprache, Gedächtnis und Emotionen besprochen. In cognitive neuroscience different methods are used to study central nervous information processing. Transcranial magnetic stimulation (TMS) is a non-invasive, well tolerated technique to interfere with cortical neuronal activity with high temporal and fair spatial resolution. In the past 10 years the use of TMS expanded from its application as a diagnostic routine procedure in neurology to the study of various cognitive functions. In this paper the physical and technical aspects of TMS and studies on the effects of single pulse versus repetitive TMS in the motor cortex are reviewed. Then, research on visual perception and attention is presented and studies on higher cognitive functions, such as speech, memory, and emotions are discussed.