mini|Die anodische (b) und die kathodische (c) Elektrode sind für die tDCS-Behandlung am Kopf der Testperson angebracht. Zur Fixierung und zur Erhöhung der Reproduzierbarkeit (Verringerung des Widerstands) wird ein Kopfband (d) und ein Gummiband (e) verwendet. Die transkranielle Gleichstromstimulation (tDCS) (engl. Transcranial direct current stimulation) – vereinzelt auch in fehlerhafter Übersetzung des Englischen: Transkranielle Direktstrom-Stimulation – ist ein nichtinvasives Verfahren zur Elektrostimulation des Gehirns.Nitsche, M. A., & Paulus, W. (2000). Excitability changes induced in the human motor cortex by weak transcranial direct current stimulation. In: The Journal of Physiology, 527(Pt 3), 633–639. Dabei wird über auf der Kopfhaut angebrachten Elektroden niedrigintensiver Gleichstrom appliziert, wodurch die kortikale Erregbarkeit und die neuronale Aktivität verändert werden.
Die tatsächliche intrakraniell erzielte Stromdichte entspricht in etwa 50 % der ursprünglichen Stromdichte.Nitsche, M. A., & Paulus, P. D. W. (2007). Transkranielle Gleichstromstimulation. In P. D. med H. R. Siebner & P. D. med U. Ziemann (Eds.), Das TMS-Buch (pp. 533–542). Springer Berlin Heidelberg. Die Ausrichtung und die Zeitspanne der kortikalen Aktivierungen hängen von der Polarität, der Intensität und der Dauer der durchgeführten Stimulation ab. Nitsche, M. A., Nitsche, M. S., Klein, C. C., Tergau, F., Rothwell, J. C., & Paulus, W. (2003). Level of action of cathodal DC polarisation induced inhibition of the human motor cortex. In: Clinical Neurophysiology, 114(4), 600–604. Bei einer anodalen Stimulation mit einer festgelegten Stromdichte von 0,057 mA/cm², dabei entspricht die intrakranielle Stimulation circa 0,029 mA/cm², über eine Dauer von 20 Minuten ist die kortikale Aktivierung noch bis zu 90 Minuten nach der tDCS festzustellen.Batsikadze, G., Moliadze, V., Paulus, W., Kuo, M.-F., & Nitsche, M. A. (2013). Partially non-linear stimulation intensity-dependent effects of direct current stimulation on motor cortex excitability in humans. In: The Journal of Physiology, 591(Pt 7), 1987–2000. Dabei wurde eine mit einer Salzlösung getränkte Elektrode (Fläche 35 cm²) über dem ausgewählten Hirnareal auf der Kopfhaut platziert und ein konstanter Strom von 2 mA eingeleitet.
Durch die tDCS erfolgt eine Depolarisierung der Nervenzellmembrane. Die Stimulation moduliert die spontanen Aktivierungen der Neuronen in Folge einer Veränderung des Ruhemembranpotentials und führt entweder zu einer Aktivierung oder zu einer Inhibierung des ArealsAntal, A., & Paulus, W. (2008). Transcranial direct current stimulation and visual perception. In: Perception, 37(3), 367 – 374. . Die transkranielle Gleichstromstimulation eignet sich also für die spontane Modulation kortikaler Aktivität.M.A. Nitsche et al.: Transcranial direct current stimulation: State of the art. In: Brain Stimulation. Volume 1, Issue 3, 2008, S. 206–223. Eine anodale tDCS wirkt sich aktivierend auf das stimulierte Areal aus.Antal, A., Kincses, T. Z., Nitsche, M. A., Bartfai, O., & Paulus, W. (2004). Excitability Changes Induced in the Human Primary Visual Cortex by Transcranial Direct Current Stimulation: Direct Electrophysiological Evidence. In: Investigative Ophthalmology & Visual Science, 45(2), 702–707. Javadi, A. H., & Walsh, V. (2012). Transcranial direct current stimulation (tDCS) of the left dorsolateral prefrontal cortex modulates declarative memory. In: Brain Stimulation, 5(3), 231–241.
Außerdem wird die tDCS von den Probanden auf Grund geringer Risiken, verglichen mit Transkranieller Magnetstimulation (TMS) besser angenommen. Bei der TMS kann es hingegen zur Auslösung eines epileptischen Anfalls kommen. Dieses Risiko besteht bei der tDCS nicht. Darüber hinaus eignet sich die transkranielle Gleichstromstimulation sehr gut für ein Doppelblind-Design.Cattaneo et al., 2011Gandiga, Hummel, & Cohen, 2006 Anhand im Vorfeld programmierter Stimulationscodes ist weder der Testleiter noch der Proband über die Art der Stimulation informiert.
Anwendungen 2026 wurde das Gerät eines schwedischen Herstellers in den USA zur Behandlung von Depressionen zugelassen. Es kostet ca. 500 U$. Die Patienten sollen es zweimal pro Woche über sechs Monate selbst zu Hause anwenden. Die Zulassungsstudie berichtet ein Ansprechen bei ca. 60 % der Probanden. Eine Metaanalyse von 2025 bestätigt die Wirksamkeit der tDCS gegen Depressionen in dieser Größenordnung.
Die tDCS setzt sich auch im Leistungssport durch, da sich durch die beschleunigte Nervenleitgeschwindigkeit auch die Schnellkraft-Leistung z. B. bei Sprüngen signifikant verbessern lässt.Arnd Krüger: Schnellere Schnellkraft, in: Leistungssport 47 (2017), 4, 31-32. Die Wirkung scheint dabei auf maximal 30 Minuten beschränkt. Dies erschwert den Einsatz bei Wettkämpfen. Das Verfahren wird dementsprechend vor allem zu Trainingszwecken angewandt. Tanaka, S., Hanakawa, T., Honda, M. et al. (2009), Enhancement of pinch force in the lower leg by anodal transcranial direct current stimulation, Exp. Brain Res., 196 (3), 459-465.
Siehe auch Transkranielle Magnetstimulation (TMS) Craniale Elektrostimulation Tiefenhirnstimulation
Einzelnachweise
Kategorie:Therapeutisches Verfahren in der Neurologie