Modulation antizipierbarer experimentell induzierter Schmerzen durch neuronavigierte rTMS des rechten inferioren frontalen Kortex

Transkranielle Magnetstimulation bietet die Möglichkeit, Einfluss auf neuronale Strukturen zu nehmen. Durch Generierung eines elektrischen Feldes kommt es zu Membranpotentialverschiebungen der Neuronen, wodurch sie erregt oder gehemmt werden können. Durch Fortleitung von Aktionspotentialen können auch tiefere, nicht direkt stimulierte Areale beeinflusst werden. In mehreren Studien über die Wirkung von TMS auf akute und chronische Schmerzzustände wurde vor allem der Motorkortex untersucht. Untersuchungen an Patienten mit chronischen Schmerzen ergaben eine Schmerzreduktion nach hochfrequenter rTMS des Motorkortex (Khedr et al. 2005; Hirayama et al. 2006). In einer Studie von Lefaucheur et al. (2010) kam es durch hochfrequente rTMS des Motorkortex zu einer Schmerzreduktion von experimentell induzierten Schmerzen bei Patienten mit chronischen neuropathischen Schmerzzuständen. Auch bei gesunden Probanden ist es möglich, die Schmerzwahrnehmung experimentell induzierter Schmerzen durch rTMS zu beeinflussen. Unabhängig von der Stimulationstechnik kam es in verschiedenen Studien nach Stimulation des Motorkortex und des rechten DLPFC zu einer Zunahme von A delta-Faser vermitteltem Schmerz und zur Reduktion von C-Faser vermitteltem Schmerz (Graff-Guerrero et al. 2005; Mylius et al. 2006; Borckardt et al. 2007; Mylius et al. 2007). Angekündigte Schmerzreize werden in der Regel als weniger schmerzhaft als unangekündigte Schmerzreize wahrgenommen (Willer et al. 1979; Rhudy et al. 2000; Terkelsen et al. 2004). In einer Studie von Ploghaus et al. (1999) zeigte sich, dass Areale im Gehirn, die bei der Antizipation eines schmerzhaften Wärmereizes aktiviert werden, sich von Arealen unterscheiden, die direkt durch den schmerzhaften Stimulus eine Signalerhöhung im fMRT bewirken. Diese „antizipatorischen Regionen“ lagen in unmittelbarer Nachbarschaft zu den „Schmerzarealen“. Bei den antizipatorischen Zentren handelte es sich um Strukturen im anterioren MFC, im rechten IFG und im posterioren Cerebellum. Das Ziel unserer Studie war, herauszufinden, ob rTMS eines dieser antizipatorischen Zentren – wir wählten den rechten IFG – einen Einfluss auf die Bewertung schmerzhafter Stimuli hat. Um die Antizipation zu kontrollieren entschieden wir uns für die Verwendung von angekündigten - und damit antizipierbaren - und nicht angekündigten Schmerzreizen. Vor den Hauptversuchen wurde ein Vorversuch durchgeführt um zu veranschaulichen, dass die Wahrnehmung erwarteter Schmerzreize geringer ist, als die unerwarteter. Hierbei fand sich, dass die Bewertung der Schmerzaversivität anhand der VAS von unerwartetem Schmerz signifikant höher war, als die von erwartetem Schmerz. Um die Stimulation des IFG neuronavigiert durchführen zu können, wurde im Vorfeld eine Schädel-MRT jedes Probanden angefertigt. Mit Hilfe des Programms Brainvoyager® wurde eine Talairach Transformation der individuellen MRTDaten zur Markierung des kortikalen Ziels durchgeführt. An drei Versuchstagen erhielten die Probanden in einem randomisierten, einfach-blinden Shamkontrollierten Design rTMS mit 1-Hz, 10-Hz oder Sham rTMS. Jeweils davor,direkt danach und nach 30 Minuten bestimmten wir die Schmerzschwelle und führten die Schmerzversuche mit überschwelligen Reizen durch. Die Hypothese, dass rTMS antizipatorischer Schmerzzentren einen Einfluss auf die Wahrnehmung angekündigter Schmerzreize habe, konnte nicht bestätigt werden. Es fand sich bei allen Stimulationsarten eine Erniedrigung der Schmerzschwellen. Die erniedrigten Schmerzschwellen können durch eine Sensitivierung im Verlauf der Untersuchung erklärt werden. Obwohl es durch 10- Hz rTMS, im Verhältnis zu den anderen Stimulationsarten, zu einer größeren Schmerzschwellenerniedrigung kam, ergab sich hier kein signifikanter Unterschied in der Schmerzwahrnehmung nach Stimulation. So gilt es weiterhin zu prüfen, wie hochfrequente rTMS die Antizipation und das Schmerzempfinden beeinflusst. Keine der Stimulationsarten konnte die Wahrnehmung von Schmerzintensität oder Schmerzaversivität signifikant verändern. Mögliche Fehlerquellen sehen wir in der unterschiedlichen Intensität der Schmerzreize, in dem Fehlen einer Kontrollgruppe ohne Stimulation und in der Verwendung von elektrischem Schmerz. Die Verarbeitung elektrischer Schmerzreize wird eher dem lateralen System zugeschrieben (Ploner et al. 2002) und der von uns stimulierte IFG wird eher zum medialen schmerzverarbeitenden System gezählt. In weiteren Studien empfehlen wir die Verwendung von C-Faser vermitteltem Schmerz höherer Intensität, sowie die Ausweitung der Untersuchung auf chronische Schmerzpatienten. Des Weiteren kann versucht werden weitere kortikale Areale, wie den cerebellären Kortex, zu stimulieren und den Stimulationsort anhand individueller MRT-Daten vorzunehmen