Sicherheit und Wirksamkeit von tDCS bei pädiatrischen DoC (tDCS-DoC-Ped)

Einleitung Nach einer schweren erworbenen Hirnverletzung traumatischen, hypoxisch-anoxischen oder vaskulären Ursprungs können Zustände mit sehr schwerer kognitiver und motorischer Beeinträchtigung auftreten, die als Bewusstseinsstörungen (DoC) bezeichnet werden und zu denen auch der vegetative Zustand (VS) gehört, der durch gekennzeichnet ist Vorhandensein vegetativer Funktionen „bei fehlender Selbstwahrnehmung und Wahrnehmung der Umwelt“ und der Minimal Consciousness State (MCS), in dem minimale, inkonstante, aber wiederholte Verhaltensreaktionen auf visuelle, verbale oder nozizeptive Reize erkennbar und deutlich von Reflexen zu unterscheiden sind Antworten.

Die Differentialdiagnose kann komplex sein, und eines der ersten (und häufigsten) Anzeichen für den Übergang von VS zu MCS ist das Auftreten einer visuellen Verfolgung hervorstechender Reize. Die natürliche Entwicklung von DoC wird durch die Ätiologie beeinflusst, wobei anoxische Formen dafür weniger günstig sind erholen als andere Formen. Es ist erwiesen, dass Patienten mit MCS günstigere Prognosen haben als Patienten mit VS, insbesondere wenn die Erkrankung MCS innerhalb weniger Monate nach dem akuten Ereignis auftritt.

Trotz erheblicher Verbesserungen im Verständnis der neuronalen Korrelate von DoC sind die derzeit für diese Patienten verfügbaren Behandlungsmöglichkeiten immer noch sehr begrenzt. Neuere Erkenntnisse deuten jedoch auf ein breites Spektrum therapeutischer Möglichkeiten hin. Tatsächlich haben im letzten Jahrzehnt mehrere Studien über Anzeichen einer spontanen Verbesserung des Bewusstseins einige Jahre nach dem akuten Ereignis bei einigen mit VS diagnostizierten Patienten berichtet. Darüber hinaus haben Studien zu Behandlungen, die die kognitiven Fähigkeiten bei Patienten mit DoC verbessern, gezeigt, dass tiefes Gehirn Stimulation (DBS) in den intralaminaren Kernen des Thalamus und einige Medikamente wie Amantadin, intrathekales Baclofen und Zolpidem können in scheinkontrollierten Studien das Anzeichen von Bewusstseinsverhalten in einer großen Kohorte von akuten und subakuten Patienten mit DoC traumatischen Ursprungs verbessern.

In der pädiatrischen Population mit DoC ist die genaue Inzidenz von VS und MCS nicht ganz klar; Es scheint jedoch, dass MCS im Vergleich zu erwachsenen Patienten eine häufigere Erkrankung ist als VS. Nach der akuten Phase beginnt der pädiatrische DoC-Patient einen spezifischen Rehabilitationspfad; Ihr vorrangiges Ziel ist die größtmögliche Wiederherstellung des Bewusstseins. Während einer intensiven Rehabilitation erreichen etwa zwei Drittel der pädiatrischen und jungen erwachsenen Patienten innerhalb von 7 Monaten nach dem akuten Ereignis den Bewusstseinszustand. Das Rehabilitationsprogramm umfasst einen neuropsychologischen Ansatz zur Wiederherstellung des Bewusstseins; Aus pharmakologischer Sicht empfiehlt die Literatur die Verwendung der folgenden Medikamente für pädiatrische DoC: Carbidopa-Levodopa, Amantadin, Zolpidem und Methylphenidat.

Wirksamkeit In den letzten 20 Jahren haben Interventionsstudien mit innovativen nicht-invasiven Hirnstimulationstechniken wie der transkraniellen Gleichstromstimulation (tDCS) gezeigt, dass Zyklen elektrischer Stimulation geringer Intensität, die über Elektroden abgegeben werden, die in bestimmten Bereichen auf der Kopfhaut angebracht werden, die Hirnstimulation fördern können die Prozesse der neuronalen Plastizität, d. h. die Fähigkeit des Zentralnervensystems, seine Struktur und Funktion als Reaktion auf neue Informationen und Erfahrungen zu verändern. Besonders interessant scheinen diese Effekte bei der Behandlung verschiedener neurologischer und psychiatrischer Erkrankungen wie der Parkinson-Krankheit, der Aphasie nach einem Schlaganfall oder den neuropsychologischen Folgen von Multipler Sklerose zu sein. In jüngerer Zeit hat sich gezeigt, dass tDCS eine sichere, kostengünstige und einfache Technik ist, die problemlos in Rehabilitationsprogramme integriert werden kann. Insbesondere hat sich die Stimulation mit tDCS als wirksam erwiesen, um die Wiederherstellung des Bewusstseinszustands in der erwachsenen Bevölkerung in der akuten, subakuten und chronischen Phase, vor allem bei MCS-Erkrankungen, unter Berücksichtigung der traumatischen und nicht-traumatischen Ätiologie zu unterstützen. Dies geschieht insbesondere im anodischen Stimulationsmodus des linken dorsolateralen präfrontalen Kortex. In einer Studie, in der tDCS an fünf aufeinanderfolgenden Tagen auf den motorischen Kortex und den linken präfrontalen Kortex bei 10 chronischen DoC-Patienten angewendet wurde, wurde die Wirkung der Stimulation bis zu 12 Monate nach deren Ende bewertet. Dabei zeigte sich, dass selbst chronische DoC-Patienten Anzeichen einer Besserung zeigten und dass dieser Effekt bis zu 12 Monate nach der tDCS-Behandlung aufrechterhalten werden kann. Aus neurophysiologischer Sicht erhöht tDCS die neuronale Erregbarkeit und erleichtert das Aktionspotential durch Modifizierung der Erregbarkeit von NMDA-Rezeptoren. Darüber hinaus kann tDCS aktive synaptische Verbindungen verbessern. Die Wirkung einer einzelnen tDCS-Sitzung hält etwa 60 bis 90 Minuten an; Bei zehnmaliger Wiederholung der Stimulation in bis zu 20 Sitzungen wurde festgestellt, dass die Wirkung bis zu drei Monate nach Ende der Stimulationssitzungen anhält.

Sicherheit Die Sicherheit und Verträglichkeit von tDCS wurde bei erwachsenen Patienten mit Bewusstseinsstörungen und Hirnschäden umfassend nachgewiesen. Die meisten Autoren haben bei Patienten mit DoC ein sehr gutes Sicherheitsprofil festgestellt und Nebenwirkungen verzeichnet, die im Allgemeinen vorübergehend und mild sind. Zu den häufigen Nebenwirkungen, über die während oder unmittelbar nach der tDCS berichtet wird, gehören Kribbeln oder Taubheitsgefühl in der stimulierten Haut, Kopfschmerzen, Übelkeit und Müdigkeit. Darüber hinaus gibt es derzeit keine Hinweise auf langfristige unerwünschte oder schwerwiegende Nebenwirkungen im Zusammenhang mit der Anwendung von tDCS bei erwachsenen DoC-Patienten.

Die Möglichkeit einer subklinischen neuronalen Schädigung durch Stimulation wurde in Studien, in denen die Serumspiegel der neuronenspezifischen Enolase (NSE, ein Marker für neuronale Schäden) vor und nach der Stimulation untersucht wurden, sowie in Studien mit EEG oder Magnetresonanztomographie ausgeschlossen. Hinsichtlich der verwendeten Protokolle muss diese Methode als sicher angesehen werden.

Trotz etablierter Belege für den Einsatz von tDCS bei erwachsenen Patienten ist der Einsatz bei pädiatrischen Patienten mit Hirnverletzungen immer noch begrenzt. Bisher wird tDCS vor allem im pädiatrischen Alter als Komplementärtherapie in der Rehabilitation von neurologischen Entwicklungsstörungen wie infantiler Zerebralparese, ADHS und Zwangsstörungen eingesetzt. Bei diesen Patienten erwies sich tDCS auch in der pädiatrischen Population als sichere und gut verträgliche Technik mit einer geringen Anzahl gemeldeter leichter und kurz anhaltender unerwünschter Ereignisse wie Kribbeln (18 %), Unwohlsein (8 %) und Juckreiz ( 7 %).

Bezüglich der Verwendung von tDCS bei pädiatrischen Patienten mit DoC scheinen die wissenschaftlichen Erkenntnisse zum Sicherheitsprofil noch vorläufig zu sein und erfordern weitere Daten, bevor die Wirksamkeit auf breiter Ebene untersucht werden kann. Obwohl sich die Methode bei anderen klinischen Bedingungen als sicher erwiesen hat, können Wirksamkeit und Verträglichkeit bei Kindern mit DoC tatsächlich erheblich variieren, abhängig von Unterschieden in der Aktivierungsschwelle und dem Vorhandensein einer zugrunde liegenden pathologischen elektrischen Aktivität. Die Durchführung klinischer Studien zur Untersuchung der Sicherheit und Verträglichkeit von tDCS bei pädiatrischen Patienten mit DoC stellt nun einen wesentlichen ersten Schritt für die zukünftige Bestimmung der Wirksamkeit dieser Methode in einer Population dar, für die die therapeutischen Möglichkeiten derzeit äußerst begrenzt sind. Schließlich haben mehrere Studien gezeigt, dass bestimmte quantitative Messungen der funktionellen Konnektivität, die aus der Elektroenzephalographie und der Analyse evozierter Potenziale abgeleitet werden (z. B. Kohärenz des EEG-Signals, Vorhandensein ereignisbezogener evozierter Potenziale), Veränderungen im Bewusstseinszustand in der Lage sind, getreu widerzuspiegeln erwachsene DoC-Patienten, die zur Formulierung der Prognose und zur Identifizierung der Patienten beitragen, die am wahrscheinlichsten von der Behandlung profitieren. In diesem Sinne kann die Identifizierung möglicher neurophysiologischer Biomarker bei Kindern dazu beitragen, ein vorläufiges quantitatives Maß für das Ansprechen auf die Behandlung zu liefern und gleichzeitig zum Verständnis der Wirkung von tDCS auf beteiligte Gehirnnetzwerke beizutragen.