Neuer EEG-Biomarker für Parkinson-Behandlung
Menschen mit Parkinson brauchen für die individuelle symptomorientierte Versorgung eine objektive Symptomerfassung zur präzisen Behandlung. Dazu werden häufig Biomarker genutzt. Neurofilament Light Chain oder α-Synuclein im Liquor oder in Hautbiopsien spiegeln die Erkrankung zwar wider, sind jedoch nicht mit der Ausprägung motorischer Symptome über den Tag hinweg assoziiert. Deshalb ist die Identifizierung von Markern für die genauere Erfassung von Symptomen bzw. Symptomschwankungen essenziell. Zahlreiche Betroffene haben On-Off-Fluktuationen, in denen sie zwischen Phasen mit guter und schlechter Beweglichkeit pendeln.
Alte und neue Biomarker
Ein bereits etablierter elektrophysiologischer Marker für die motorische Symptomatik ist die Beta-Power im Nucleus subthalamicus (STN). Diese beschreibt die Amplitude rhythmischer Hirnaktivität im Beta-Band (13-35 Hz), die mit Bradykinese und Rigor korreliert und als Steuersignal für die adaptive Tiefe Hirnstimulation (aTHS) dient – ein Verfahren, bei dem die Stimulation an den von Elektroden gemessenen Beta-Wert angepasst wird. Auf kortikaler Ebene korreliert die Beta-Power nur unzureichend mit den motorischen Symptomen der Parkinson-Krankheit, sodass diese für Diagnostik und adaptive Stimulationsverfahren nicht herangezogen werden kann.
Eine aktuelle Studie [1] zeigt einen ergänzenden Biomarker: Die Forschenden aus Marburg, Oxford und Köln untersuchten 15 Menschen mit Parkinson. Dabei nutzten sie hochauflösende EEG-Aufnahmen und moderne Quellenlokalisation zur räumlich präzisen Analyse der Hirnaktivität. Im Mittelpunkt stand die Phase-Amplituden-Kopplung (PAC) – um darzustellen, wie verschiedene Hirnrhythmen miteinander interagieren. Die Studie zeigt, dass auf kortikaler Ebene nicht die allgemeine Beta-Aktivität, sondern die Kopplung zwischen hochfrequenten Beta-Oszillationen (23–35 Hz) und Gamma-Aktivität mit der Parkinson-Krankheit assoziiert ist.
Die Messungen der Studie erfolgten ohne sowie nach Einnahme von Levodopa und wurden mit gesunden Kontrollpersonen verglichen. Das Ergebnis: Die krankhaft verstärkte Kopplung tritt vor allem im motorischen Netzwerk des Gehirns auf und unterscheidet Menschen mit Parkinson von Kontrollprobanden. Ferner hängt eine gesteigerte PAC eng mit Bradykinese (Bewegungsverlangsamung) und Rigor (Muskelsteifigkeit) zusammen; und nach der Einnahme von Levodopa nahm die pathologische Kopplung deutlich ab. Im supplementär-motorischen Areal war die Abnahme mit einer klinischen Verbesserung des Krankheitsbildes verknüpft.
Autorenaussagen
„Die Studie liefert neue Einblicke in die Pathophysiologie der Parkinson-Krankheit als Störung krankhaft veränderter Hirnrhythmen, als Oszillopathie. Zudem konnten wir spezifische kortikale Hirnregionen identifizieren, in denen die pathologisch gesteigerte PAC mit den motorischen Symptomen assoziiert ist. Die Ergebnisse sprechen somit dafür, die hochfrequente Beta-Gamma-PAC gezielter Regionen künftig als ergänzenden Biomarker für Symptommonitoring und adaptive Therapieverfahren zu untersuchen, um symptomspezifische und individualisierte Therapie zu ermöglichen“, erklärt Erstautor Dr. Philipp Löhrer.
Langfristig könnten die Erkenntnisse medikamentöse Therapien und invasive Verfahren wie die aTHS verbessern. Da der neue Biomarker eng mit dem aktuellen Krankheitszustand zusammenhängt und auf Medikamente reagiert, könnte er künftig als Grundlage dienen, um Therapien individuell und in Echtzeit zu steuern. Prof. Dr. Lars Timmermann, Koautor und Past-President der Deutschen Gesellschaft für Neurologie (DGN) hebt die Bedeutung für die tiefe Hirnstimulation hervor: „Moderne Closed-Loop-DBS-Systeme benötigen Biomarker, die den aktuellen Krankheitszustand möglichst präzise widerspiegeln – die hochfrequente Beta-Gamma PAC könnte hierfür ein vielversprechender Kandidat sein.“
Insgesamt sehen die Autorinnen und Autoren die hochfrequente Beta-Gamma PAC als eine vielversprechende Ergänzung zur Beta-Power für das individuelle Therapiemonitoring. Von Vorteil ist die Erfassung des Signals an der Kortexoberfläche, weil die räumliche Distanz zur subkortikalen Stimulationselektrode das Signal weniger anfällig für Stimulationsartefakte macht als eine Ableitung in unmittelbarer Nähe zur Stimulationsquelle. Ob ein derartiges Verfahren der Beta-Power-gesteuerten THS gleichwertig oder sogar überlegen ist, muss erst in weiteren Studien und mit größeren Patientenzahlen untersucht werden.
Quelle: idw/DGN
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