Einfluss transkranieller Gleichstromstimulation auf das motorische Lernen bei Patienten mit wiederholten Schädelhirntraumen

Sportler, die repetitiv milde Schädelhirntraumen (SHT) erlitten haben, zeigen neben neurokognitiven und motorischen Defizite auch ein erhöhtes Risiko zur Entwicklung einer neurodegenerativen Erkrankung (McKee et al. 2009, Tremblay et al. 2012, Deak et al. 2016), wie auch eine erhöhte GABA-erge Aktivität mit entsprechender Inhibition der LTP (Tremblay et al. 2011). Eine verminderte LTP führt bei Personen mit repetitiven SHTs zu einer Verminderung des motorischen Lernens (De Beaumont et al. 2012). Die transkranielle Gleichstromstimulation (tDCS) ist eine nicht-invasive und sichere Methode zur Neuromodulation (Poreizs et al. 2007) und führt zu einer Verminderung von GABA-ergen neuronalen Funktionen (Stagg et al. 2011b, Stagg et al. 2011d). Ziel der vorliegenden Studie ist es zu untersuchen, (1) ob bei jungen klinisch gesunden Probanden, die repetitive milde SHTs im Rahmen von sportlichen Aktivitäten erlitten haben, subklinische kognitive und motorische Defizite vorliegen und (2) ob anodale tDCS über dem primären Motorkortex zu einer Verbesserung der motorischen Lernfähigkeit führt. Insgesamt wurden 35 junge Probanden (20 gesunde Kontrollprobanden und 15 Probanden mit mindestens zwei milden SHTs im Rahmen einer sportlichen Aktivität) untersucht. Neben einer neurokognitiven Testung erfolgten in einem einwöchigen Abstand zwei Sitzungen mit motorischen Testungen. Zuerst wurde jeweils das explizite motorische Lernen, mittels Force Motortask, und dann das implizite Lernen, mittels Serial Reaction Time Task (SRTT), getestet. Nach randomisierter Zuteilung erfolgte an einem Termin eine anodale und am anderen Termin eine Scheinstimulation über dem linken primären motorischen Kortex während dem Force Motortask. In der Patientengruppe zeigten sich im Vergleich zur Kontrollgruppe signifikante kognitive Defizite im Bereich des Kurzzeitgedächtnisses (p = 0,03) und der verbalen Flüssigkeit (p < 0,05). Desweiteren wurde durch die anodale Stimulation das explizite Lernen inhibiert (p = 0,02). Anodale offline tDCS führt zu einer initialen, nicht signifikanten Verbesserung des impliziten motorischen Lernens. Anodale tDCS zeigte in der Kontrollgruppe weder auf das explizierte noch das implizierte Lernen einen Effekt. Dies ist die erste Studie, die den stimulatorischen Effekt auf das motorische Lernen von Probanden, die repetitiv milde SHTs erlitten haben, untersucht. Es sind somit zukünftig weitere Forschungen zur Pathophysiologie und möglichen chronischen Folgezuständen nach repetitiven milden SHTs, sowie zum Einfluss anodaler tDCS auf motorische Fähigkeiten in dieser Probandengruppe nötig.Athletes with repetitiv mild concussion show neurocognitive and motorical deficits, as well as a higher risk to develop a neurodegenerative disease later in life (McKe et al. 2009, Tremblay et al. 2012, Deak et al. 2016) and a GABA-associated inhibition of LTP has been shown in concussed athletes (Trembley et al. 2011). The inhibition of LTP is linked to the decline in motor skill learning in concussed athleters (De Beaumont et al. 2012). Transcranial direct current stimulation is a non-invasiv and safe method for neuromodulation (Poreizs et al. 2006). Anodal tDCS is shown to reduce the concentration of GABA (Stagg et al. 2011). We examined, whether (1) clinically heathy and young athletes that sustained repetitiv mTBI during sports, show neurocognitive or motor skill learning deficits and (2) whether motor deficits could be improved by anodal tDCS over the left primary motor cortex. Therefore we examined 40 athletes (23 healthy controls, 17 athletes with at least 2 concussions). Besides neurocognitive testing, two motor tasks on two seperate sessions one week apart were performed. First the Force Motortask with a visually directed intentioned abduction of the thumb and second the serial reaction time task (SRTT). By conducting the Force Motortask we test explicit and by the SRTT implicit motor learning. After randomised order anodal transcranial direct current stimulation was administered during the first session and sham stimulation on the second. Significant deficits has been shown in neurocognitive testing in short-term memory (p = 0,03) and verbal fluency (p < 0,05). Healthy athletes without concussion did not benefit from anodal tDCS concerning motor learning in comparison to sham stimulation. The concussed group showed differential stimulatory effects. Anodal online tDCS inhibits explicit motor learning (p = 0,02), but does non-significantly improve as offline stimulation implicit motor learning. Apart from the mixed results of previous studies concerning effects of anodal tDCs on motor skill acquistion in healthy subjects, this was the first study to examine subclinically concussed young athletes for stimulatory effects of anodal tDCS on motor learning. Further studies have to be conducted to test subclinically concussed young athletes for motor deficits and possible intervention opportunities by anodale tDCS