Tinnitus-Therapie: Mit Strom gegen den Dauerlärm
Gegen Tinnitus gibt es bislang keine wirksame Therapie. Jetzt beseitigten Forscher das belastende Klingeln bei Ratten: Sie gaben dem Hirn seine Plastizität zurück.
© fotolia / Sabine Immken (Ausschnitt)
Es kann ein Pfeifen sein, ein Klingeln, ein musikalischer Ton oder auch ein breitbandiges Rauschen. 10 bis 15 Prozent der deutschen Bevölkerung hören auch bei vollkommener Stille ein ständiges Geräusch: einen Tinnitus. Jeder Dritte davon – das sind rund eine Million Menschen – wird dadurch erheblich in seiner Lebensqualität eingeschränkt. Und die Prognose ist nicht sonderlich gut: Eine Therapie, die das Ohrgeräusch dauerhaft beseitigt, existiert bislang nicht.
Schuld ist der unzugängliche Entstehungsort. Denn nicht das Innenohr oder der Hörnerv trägt einen Defekt, der sich womöglich behandeln ließe; stattdessen glauben immer mehr Forscher, dass der Fehler tief im System vergraben liegt. Es ist die außergewöhnliche Lernfähigkeit des Gehirns, die sich gegen den Menschen wendet. Eine Ursache des Phänomens suchen sie daher in der neuronalen Plastizität, also der Bereitschaft des Hirns, sich in Reaktion auf äußere Einflüsse stets neu umzubilden.
So mag der Tinnitus zwar mit einer peripheren Störung seinen Ausgang nehmen, einem Knalltrauma etwa, das Hörsinneszellen in bestimmten Frequenzbereichen schädigt; entscheidend ist aber, was daraufhin im Kortex stattfindet: Bereiche, die auf diese Frequenzen spezialisiert sind, bekommen kaum oder keinen Input mehr und scheinen das Hörsystem zu einer überschießenden Fehlerkorrektur zu treiben. Es steigert deren Empfindlichkeit, regelt die Gegensteuerung durch hemmende Neurone herunter oder schlägt den plötzlich kaltgestellten Arealen sogar neue Spezialistenzellen zu. Die hyperaktiven Neurone feuern schließlich auch ohne eine äußere Reizung.
Fehlerkorrektur läuft aus dem Ruder
Im Normalfall ist das durchaus gewollt: Erst diese Reaktionen ermöglichen es dem Gehirn, mit Störungen umzugehen. Laut dem aktuellen Modell der Tinnitusentstehung läuft der Prozess jedoch irgendwann aus dem Ruder. Von den auditorischen Arealen angefangen, breitet sich der Defekt immer weiter über das ganze Gehirn aus. Studien mit Hirnscannern haben ergeben, dass mit der Zeit Bereiche betroffen sind, die gar nicht primär an der Hörwahrnehmung beteiligt sind. Anormal erhöhte Hirnaktivität zeigte sich bei Tinnituspatienten etwa in Steuerungszentren wie den Basalganglien oder im limbischen System, das unter anderem Emotionen verarbeitet.
Betroffen sei insbesondere der Nucleus accumbens, erklärt Josef Rauschecker, der die Beteiligung dieser kleinen Hirnregion in einer gerade veröffentlichten Studie nachweisen konnte [1]. Sie sei Teil eines Systems, das den ungewollten Dauerreiz vom Eindringen ins Bewusstsein abzuhalten versuche, dabei aber scheitere, so der Forscher vom Georgetown University Medical Center. "Wir glauben, dass eine Fehlregulation in diesem System das Grundübel beim chronischen Tinnitus sein könnte", meint Rauschecker. Hält der Lärm aus dem Nichts an, brennt sich die falsche Schaltung immer mehr ein – ein Teufelskreis, den Stress und Leidensdruck noch zusätzlich befeuern. Heutige Therapien versuchen daher zumeist, die subjektiven Empfindungen der Patienten zu verändern. Entspannungsübungen und Psychotherapie helfen beispielsweise, mit dem Ohrgeräusch leben zu lernen. Auch Antidepressiva zeigen mitunter Wirkung. Einen ganz anderen Weg beschreiten hingegen Wissenschaftler wie Michael Kilgard von der University of Texas in Dallas. Sie wollen das Gehirn dazu bringen, die Fehlverdrahtung wieder zu verlernen.
Stimulation macht das Gehirn "formbar"
Kilgards Team hofft, über eine Stimulation des Vagusnervs die Plastizität des Gehirns eine Zeit lang künstlich erhöhen zu können. Währenddessen wollen sie das "weich gemachte" Gehirn mit maßgeschneiderten Stimuli beschallen.
Zeigt die Methode Wirkung, könnten mindestens Patienten, die am weit verbreiteten "tonalen Tinnitus" leiden – das Störgeräusch ist dabei auf einen engen Frequenzbereich beschränkt –, die Beeinträchtigung ganz verlieren. An Ratten haben sie nun erfolgreich ihr Verfahren getestet [2].
Im Experiment brachten sie zunächst den betäubten Nagern mit einstündigem Lärm eine Hörstörung bei, die sich anschließend als Laborvariante eines Tinnitus niederschlagen würde: Die Tiere waren nicht mehr in der Lage, eine Lücke im Testton eines bestimmten Frequenzspektrums zu erkennen, mutmaßlich weil diese vom intern erzeugten Tinnitus übertönt wurde.
Kilgard und sein Team stimulierten dann über 18 Tage lang 300 Mal täglich für kurze Zeit den Vagusnerv im Halsbereich der Tiere und spielten ihnen gleichzeitig ein Geräusch vor, das einen überwiegenden Anteil von Frequenzen aus der unmittelbaren Nachbarschaft der Tinnitusfrequenz aufwies.
Erstmals Beseitigung des Labortinnitus
Nach Abschluss des Experiments hätten sich die Ratten wieder völlig normal verhalten, berichten Kilgard und Kollegen, während die unbehandelte Kontrollgruppe noch immer nicht die Lücke wahrnahm. Ihre Methode sei die erste, die eine über Wochen anhaltende Beseitigung des Tinnitus geschafft habe.
Auch im Gehirn der Nager war eine Normalisierung nachweisbar: Der überproportional hohe Anteil von Nervenzellen, die auf die Tinnitusfrequenz spezialisiert waren, ging zurück zu Gunsten benachbarter Felder. Offenbar hatte das Gehirn "gelernt" – dank der maßgeschneiderten Frequenzverteilung im Stimulus –, den anderen Bereichen wieder mehr Gewicht beizumessen.
Vagusnervstimulation wird bereits erfolgreich in der Epilepsiebehandlung und teilweise bei Depression am Menschen angewandt. "Dabei wird durch einen kleinen neurochirurgischen Eingriff ein batteriebetriebener Pulsgenerator im Bereich des Schlüsselbeins implantiert, der dann über Elektroden den Vagusnerv reizt", sagt Dirk-Matthias Altenmüller vom Epilepsiezentrum der Uniklinik Freiburg. Die Implantation sei zumindest teilweise reversibel, da man den Generator entfernen könnte, während die Elektroden manchmal mit dem Gewebe verwachsen und daher im Körper bleiben. Rund 500 Patienten in Deutschland sollen so ihre Epilepsie unter Kontrolle bringen. Weltweit sind es etwa 50 000.
Studien an Menschen geplant
Dass der Stimulator bereits in der klinischen Anwendung ist, macht es dem Team um Kilgard leichter, sein Verfahren am Menschen zu testen. Eine entsprechende Studie ist für die kommenden Monate geplant. Allerdings warnt Tinnitusforscher Christo Pantev von der Universität Münster vor übereilten Hoffnungen. "Kilgards Ergebnisse sind zunächst sehr überzeugend. Aber inwieweit die Ratten einen Tinnitus hatten, der dem des Menschen vergleichbar ist, muss sich erst zeigen." Tinnitus sei im Wesentlichen eine subjektive Empfindung, und die könne man im Tierexperiment nicht leicht messen.
Hinzu kommt, dass der Vagusnerv, der entlang der Halsschlagader Hirn und Organe verbindet, zahlreiche Aufgaben hat. Wie die Stimulation wirke, sei immer noch nicht richtig verstanden, da sie sehr unspezifisch ist, wendet Pantev ein. Das bestätigt auch Altenmüller: "Man geht davon aus, dass dadurch längerfristig eine Neuromodulation im Gehirn erfolgt, an der wahrscheinlich der Thalamus beteiligt ist." Die Hirnregion fungiert als zentrale Relaisstation bei der Verarbeitung sensorischer Information und reguliert die kortikale Aktivität. "Aber warum die Reizung beispielsweise bei Epilepsie hilft oder eine stimmungsaufhellende Wirkung hat, wissen wir letzten Endes nicht genau."
Weniger invasive Alternativverfahren
Auch Pantev forscht mit seiner Gruppe an einer Therapie des quälenden Ohrgeräuschs und setzt dazu Stimuli ein, bei denen er analog zu Kilgards Experiment die eigentliche Tinnitusfrequenz eliminiert. Allerdings lässt er dafür die Patienten ihre Lieblingsmusik mitbringen. Reize, die gerne und bewusst gehört werden, bekommen eine höhere Aufmerksamkeit, erklärt der Forscher. Möglicherweise genüge das bereits, um die nötige Plastizität zu schaffen. In einer Doppelblindstudie an Tinnituspatienten zeigte das Verfahren bereits viel versprechende Linderung [3].
Aber auch hier könnte Technik den Prozess beschleunigen, hofft Pantev. Ein vergleichsweise neues Verfahren, die transkraniale Gleichstromstimulation (tDCS), soll die gegenseitige Hemmung der Nervenzellen im Hörsystem verstärken und dadurch den hyperaktiven Tinnitusneuronen Einhalt gebieten. Bei der tDCS werden schwache elektrische Reize durch die Schädeldecke auf die Kortexoberfläche geleitet, was weniger invasiv wäre als die Vagusnervstimulation. Erste Ergebnisse will das Team um Pantev demnächst der Öffentlichkeit vorstellen.
Schuld ist der unzugängliche Entstehungsort. Denn nicht das Innenohr oder der Hörnerv trägt einen Defekt, der sich womöglich behandeln ließe; stattdessen glauben immer mehr Forscher, dass der Fehler tief im System vergraben liegt. Es ist die außergewöhnliche Lernfähigkeit des Gehirns, die sich gegen den Menschen wendet. Eine Ursache des Phänomens suchen sie daher in der neuronalen Plastizität, also der Bereitschaft des Hirns, sich in Reaktion auf äußere Einflüsse stets neu umzubilden.
So mag der Tinnitus zwar mit einer peripheren Störung seinen Ausgang nehmen, einem Knalltrauma etwa, das Hörsinneszellen in bestimmten Frequenzbereichen schädigt; entscheidend ist aber, was daraufhin im Kortex stattfindet: Bereiche, die auf diese Frequenzen spezialisiert sind, bekommen kaum oder keinen Input mehr und scheinen das Hörsystem zu einer überschießenden Fehlerkorrektur zu treiben. Es steigert deren Empfindlichkeit, regelt die Gegensteuerung durch hemmende Neurone herunter oder schlägt den plötzlich kaltgestellten Arealen sogar neue Spezialistenzellen zu. Die hyperaktiven Neurone feuern schließlich auch ohne eine äußere Reizung.
Fehlerkorrektur läuft aus dem Ruder
Im Normalfall ist das durchaus gewollt: Erst diese Reaktionen ermöglichen es dem Gehirn, mit Störungen umzugehen. Laut dem aktuellen Modell der Tinnitusentstehung läuft der Prozess jedoch irgendwann aus dem Ruder. Von den auditorischen Arealen angefangen, breitet sich der Defekt immer weiter über das ganze Gehirn aus. Studien mit Hirnscannern haben ergeben, dass mit der Zeit Bereiche betroffen sind, die gar nicht primär an der Hörwahrnehmung beteiligt sind. Anormal erhöhte Hirnaktivität zeigte sich bei Tinnituspatienten etwa in Steuerungszentren wie den Basalganglien oder im limbischen System, das unter anderem Emotionen verarbeitet.
Betroffen sei insbesondere der Nucleus accumbens, erklärt Josef Rauschecker, der die Beteiligung dieser kleinen Hirnregion in einer gerade veröffentlichten Studie nachweisen konnte [1]. Sie sei Teil eines Systems, das den ungewollten Dauerreiz vom Eindringen ins Bewusstsein abzuhalten versuche, dabei aber scheitere, so der Forscher vom Georgetown University Medical Center. "Wir glauben, dass eine Fehlregulation in diesem System das Grundübel beim chronischen Tinnitus sein könnte", meint Rauschecker. Hält der Lärm aus dem Nichts an, brennt sich die falsche Schaltung immer mehr ein – ein Teufelskreis, den Stress und Leidensdruck noch zusätzlich befeuern. Heutige Therapien versuchen daher zumeist, die subjektiven Empfindungen der Patienten zu verändern. Entspannungsübungen und Psychotherapie helfen beispielsweise, mit dem Ohrgeräusch leben zu lernen. Auch Antidepressiva zeigen mitunter Wirkung. Einen ganz anderen Weg beschreiten hingegen Wissenschaftler wie Michael Kilgard von der University of Texas in Dallas. Sie wollen das Gehirn dazu bringen, die Fehlverdrahtung wieder zu verlernen.
Stimulation macht das Gehirn "formbar"
Kilgards Team hofft, über eine Stimulation des Vagusnervs die Plastizität des Gehirns eine Zeit lang künstlich erhöhen zu können. Währenddessen wollen sie das "weich gemachte" Gehirn mit maßgeschneiderten Stimuli beschallen.
Zeigt die Methode Wirkung, könnten mindestens Patienten, die am weit verbreiteten "tonalen Tinnitus" leiden – das Störgeräusch ist dabei auf einen engen Frequenzbereich beschränkt –, die Beeinträchtigung ganz verlieren. An Ratten haben sie nun erfolgreich ihr Verfahren getestet [2].
Im Experiment brachten sie zunächst den betäubten Nagern mit einstündigem Lärm eine Hörstörung bei, die sich anschließend als Laborvariante eines Tinnitus niederschlagen würde: Die Tiere waren nicht mehr in der Lage, eine Lücke im Testton eines bestimmten Frequenzspektrums zu erkennen, mutmaßlich weil diese vom intern erzeugten Tinnitus übertönt wurde.
Kilgard und sein Team stimulierten dann über 18 Tage lang 300 Mal täglich für kurze Zeit den Vagusnerv im Halsbereich der Tiere und spielten ihnen gleichzeitig ein Geräusch vor, das einen überwiegenden Anteil von Frequenzen aus der unmittelbaren Nachbarschaft der Tinnitusfrequenz aufwies.
Erstmals Beseitigung des Labortinnitus
Nach Abschluss des Experiments hätten sich die Ratten wieder völlig normal verhalten, berichten Kilgard und Kollegen, während die unbehandelte Kontrollgruppe noch immer nicht die Lücke wahrnahm. Ihre Methode sei die erste, die eine über Wochen anhaltende Beseitigung des Tinnitus geschafft habe.
Auch im Gehirn der Nager war eine Normalisierung nachweisbar: Der überproportional hohe Anteil von Nervenzellen, die auf die Tinnitusfrequenz spezialisiert waren, ging zurück zu Gunsten benachbarter Felder. Offenbar hatte das Gehirn "gelernt" – dank der maßgeschneiderten Frequenzverteilung im Stimulus –, den anderen Bereichen wieder mehr Gewicht beizumessen.
Vagusnervstimulation wird bereits erfolgreich in der Epilepsiebehandlung und teilweise bei Depression am Menschen angewandt. "Dabei wird durch einen kleinen neurochirurgischen Eingriff ein batteriebetriebener Pulsgenerator im Bereich des Schlüsselbeins implantiert, der dann über Elektroden den Vagusnerv reizt", sagt Dirk-Matthias Altenmüller vom Epilepsiezentrum der Uniklinik Freiburg. Die Implantation sei zumindest teilweise reversibel, da man den Generator entfernen könnte, während die Elektroden manchmal mit dem Gewebe verwachsen und daher im Körper bleiben. Rund 500 Patienten in Deutschland sollen so ihre Epilepsie unter Kontrolle bringen. Weltweit sind es etwa 50 000.
Studien an Menschen geplant
Dass der Stimulator bereits in der klinischen Anwendung ist, macht es dem Team um Kilgard leichter, sein Verfahren am Menschen zu testen. Eine entsprechende Studie ist für die kommenden Monate geplant. Allerdings warnt Tinnitusforscher Christo Pantev von der Universität Münster vor übereilten Hoffnungen. "Kilgards Ergebnisse sind zunächst sehr überzeugend. Aber inwieweit die Ratten einen Tinnitus hatten, der dem des Menschen vergleichbar ist, muss sich erst zeigen." Tinnitus sei im Wesentlichen eine subjektive Empfindung, und die könne man im Tierexperiment nicht leicht messen.
Hinzu kommt, dass der Vagusnerv, der entlang der Halsschlagader Hirn und Organe verbindet, zahlreiche Aufgaben hat. Wie die Stimulation wirke, sei immer noch nicht richtig verstanden, da sie sehr unspezifisch ist, wendet Pantev ein. Das bestätigt auch Altenmüller: "Man geht davon aus, dass dadurch längerfristig eine Neuromodulation im Gehirn erfolgt, an der wahrscheinlich der Thalamus beteiligt ist." Die Hirnregion fungiert als zentrale Relaisstation bei der Verarbeitung sensorischer Information und reguliert die kortikale Aktivität. "Aber warum die Reizung beispielsweise bei Epilepsie hilft oder eine stimmungsaufhellende Wirkung hat, wissen wir letzten Endes nicht genau."
Weniger invasive Alternativverfahren
Auch Pantev forscht mit seiner Gruppe an einer Therapie des quälenden Ohrgeräuschs und setzt dazu Stimuli ein, bei denen er analog zu Kilgards Experiment die eigentliche Tinnitusfrequenz eliminiert. Allerdings lässt er dafür die Patienten ihre Lieblingsmusik mitbringen. Reize, die gerne und bewusst gehört werden, bekommen eine höhere Aufmerksamkeit, erklärt der Forscher. Möglicherweise genüge das bereits, um die nötige Plastizität zu schaffen. In einer Doppelblindstudie an Tinnituspatienten zeigte das Verfahren bereits viel versprechende Linderung [3].
Aber auch hier könnte Technik den Prozess beschleunigen, hofft Pantev. Ein vergleichsweise neues Verfahren, die transkraniale Gleichstromstimulation (tDCS), soll die gegenseitige Hemmung der Nervenzellen im Hörsystem verstärken und dadurch den hyperaktiven Tinnitusneuronen Einhalt gebieten. Bei der tDCS werden schwache elektrische Reize durch die Schädeldecke auf die Kortexoberfläche geleitet, was weniger invasiv wäre als die Vagusnervstimulation. Erste Ergebnisse will das Team um Pantev demnächst der Öffentlichkeit vorstellen.
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