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Schwache Elektrostimulation des Gehirns reduziert das Schlafbedürfnis / Therapieansatz bei krankhafter Müdigkeit aufgrund von Hirnschädigungen vielversprechend / Erster Patient erfolgreich behandelt

Eine leichte Elektrostimulation des Gehirns verringert das Schlafbedürfnis und steigert die Wachheit. Das haben jetzt Forscherinnen und Forscher des Universitätsklinikums Freiburg nachgewiesen. Sie führten bei gesunden Probanden vor der Nachtruhe eine transkranielle Gleichstromstimulation durch, bei der ein sehr schwacher Strom durch den Schädel geleitet wird. Im Schnitt benötigten die Probanden dadurch 25 Minuten weniger Schlaf pro Nacht als ohne Stimulation. Die nicht-invasive Methode könnte sich gut für Patienten eignen, deren Schlafbedürfnis nach einem Schlaganfall oder einer anderen Hirnschädigung stark erhöht ist. Einen ersten Patienten haben die Ärzte bereits erfolgreich behandelt. Neben der klinischen Anwendung gibt die Studie überraschende Hinweise über das Zusammenspiel unterschiedlicher Hirnareale auf den Schlafprozess. Die Freiburger Forscher veröffentlichten ihre Ergebnisse am 1. Juni 2016 online im Fachmagazin Neuropsychopharmacology der Nature-Gruppe.

Mögliche Therapie bei extremem Tagschlafbedürfnis

„Bei den Probanden hat die Gleichstromstimulation das Schlafbedürfnis deutlich verringert, ohne dass negative Effekte auf Konzentration, Wachheit und Gedächtnisbildung aufgetreten sind“, sagt Studienleiter Prof. Dr. Christoph Nissen, Ärztlicher Leiter des Schlaflabors an der Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie des Universitätsklinikums Freiburg. Grundlage dafür, dass Menschen sich wach und ausgeschlafen fühlen, ist eine ausgewogene hohe Aktivierbarkeit des Gehirns. Diese wird durch sogenannte Arousalprozesse im Gehirn gesteuert und lässt sich mit einem Elektroenzephalogramm messen.  

Bei Patienten mit Parkinson, chronischer Depression und Hirnschädigungen, etwa nach einem Schlaganfall, sind diese Arousalprozesse oft verringert, was ein extrem großes Schlafbedürfnis zur Folge haben kann. Bei vielen Patienten führen die gängigen Therapieverfahren, wie Aktivierungsprogramme und Medikamente, nicht zu einer ausreichenden Besserung. „Für diese Patienten könnte die Elektrostimulation in Zukunft eine wirksame und gut verträgliche Behandlungsart sein“, sagt Prof. Nissen. Eine entsprechende Therapie ließe sich sogar zuhause durchführen. Die Ergebnisse der experimentellen Studie müssen vor einer breiteren klinischen Anwendung noch weiter auf Wirksamkeit und Sicherheit des Verfahrens untersucht werden.  

Einblicke in die Steuerung grundlegender Schlafprozesse  

Neben der direkten klinischen Anwendung gibt die Studie auch wichtige Hinweise auf die Steuerung von Schlafprozessen im Allgemeinen. Bislang lagen nur tierexperimentelle Daten vor, dass lokale Aktivitätsänderungen der Großhirnrinde die Schlafdauer beeinflussen. Die Freiburger Forscher fanden nun heraus, dass eine Veränderung in der Aktivität der Großhirnrinde auch beim Menschen den Schlafprozess verändern kann. „Unsere Ergebnisse sprechen dafür, dass es einen Informationsweg aus der Großhirnrinde in tiefer liegende Bereiche des Gehirns gibt, die den Schlaf steuern“, sagt Prof. Nissen.  

Für ihre Studie untersuchten die Ärzte und Wissenschaftler um Prof. Nissen 19 Probandinnen und Probanden in jeweils fünf Nächten im Schlaflabor. Die Probanden erhielten vor dem Schlafengehen entweder eine Scheinstimulation oder eine zweimal 13 Minuten dauernde Elektrostimulation mit einer Stromstärke von zwei Milliampere. Bei der transkraniellen Gleichstromstimulation wird ein sehr schwacher, gleichmäßiger Stromfluss durch das Gehirn geleitet. Dafür werden an Stirn und Hinterkopf der Probanden je zwei Elektroden platziert. Die Stimulation selbst ist nicht spürbar, lediglich das An- und Ausschalten des Stroms wird leicht wahrgenommen.  

Die Stimulation führte im Schnitt zu einer Verringerung der Gesamt-Schlafdauer um 25 Minuten (Schlafdauer nach Stimulation: 387 Minuten; ohne Stimulation: 412 Minuten). Weder in psychologischen Tests noch in ihrer Selbsteinschätzung zeigten die Probanden einen Unterschied zu Vergleichspersonen. Auch die Schlafarchitektur, also die Zusammensetzung von Leicht-, Tief- und REM-Schlaf, die für die nächtliche Verarbeitung von Informationen wichtig ist, blieb unverändert.  

Patient erfolgreich behandelt  

Bei einem chronisch müden Patienten konnten die Ärzte die Wirksamkeit der Methode bereits nachweisen. Der Mann hatte nach einem Bienenstich einen anaphylaktischen Schock erlitten und musste reanimiert werden. In Folge litt er zehn Jahre lang unter extremer Tagesmüdigkeit. Auf bisher verfügbare Therapien sprach er nicht an. Im Abstand von einem Monat wurde er an jeweils drei Tagen mit einer transkraniellen Elektrostimulationen  behandelt. Bereits kurz darauf sank sein Tagschlafbedürfnis von 3,5 Stunden an vier Tagen pro Woche auf 2,5 Stunden an weniger als zwei Tagen. „Natürlich handelt es sich um eine Einzelbeschreibung, die sich nicht einfach verallgemeinern lässt. Aber die Verbesserung, die der Patient dadurch nach vielen weitgehend erfolglosen Therapien erfahren hat, lässt die Weiterentwicklung aussichtsreich erscheinen“, sagt Prof. Nissen.  

Originaltitel der Arbeit: Modulation of total sleep time by transcranial direct current stimulation (tDCS)

Link zur Studie: www.nature.com/npp/journal/vaop/ncurrent/abs/npp201665a.html 

DOI: 10.1038/npp.2016.65

Bildunterschrift: Über je zwei Elektroden auf der Stirn und am Hinterkopf wird schwacher Gleichstrom durchs Gehirn geleitet. Lediglich das An- und Abschalten des Stroms ist als leichtes Kribbeln spürbar.

Bildrechte: Universitätsklinikum Freiburg

Kontakt:
Prof. Dr. Christoph Nissen
Ärztlicher Leiter Schlaflabor
Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie
Universitätsklinikum Freiburg
Telefon: 0761 270-65010
christoph.nissen@uniklinik-freiburg.de 

Weitere Informationen: 
Forschungsgruppe Prof. Nissen