TMS-EEG: Eine neue Methode zur Erforschung der neuroplastischen Effekte von Hirntumoren

• Antragstellerin: Dr. Melina Engelhardt
• Fachliche Zuordnung: Klinische Neurologie; Neurochirurgie und Neuroradiologie
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 578950026

Patienten mit Hirntumoren, die in der Bildgebung identisch erscheinen, können ein breites Spektrum an funktionellen Einschränkungen aufweisen. Auch die chirurgische Entfernung dieser Tumoren kann zu unvorhersehbaren Funktionseinbußen führen. Diese Variabilität stellt insbesondere bei der Abschätzung des Operationsrisikos und der Festlegung des möglichen Resektionsausmaßes eine große Herausforderung dar. Bei supramarginalen Resektionen besteht zudem ohne ausreichende präoperative Funktionskartierung die Gefahr der Entfernung gesunden, funktionellen Gewebes. Um die neurologische Gesundheit der Patienten zu erhalten, ist deshalb die Charakterisierung der Funktionalität, Konnektivität sowie des Regenerationspotenzials von Gewebe mit chirurgischem Schädigungsrisiko zentral. Die Kombination von transkranieller Magnetstimulation (TMS) und Elektroenzephalographie (EEG) wurde bei einer Vielzahl neurologischer Erkrankungen angewandt, um Auswirkungen von Läsionen auf die Integrität und Konnektivität des Gehirns zu charakterisieren, ohne dabei Verhaltenskorrelate zu erfordern. In einer vorangegangenen Studie habe ich TMS–EEG in drei Gliompatienten angewandt und dabei Veränderungen der kortikalen Reaktivität in tumoralen und peritumoralen Bereichen festgestellt, die eine Vorhersage der postoperativen Erholung der Hirnaktivität zuließen. Aufbauend auf diesen Ergebnissen nutzt das aktuelle Projekt Multi-Lokus-TMS (mTMS), um tumorale, peritumorale und gesunde Hirnareale durch ein feines Gitter aus Stimulationspunkten zu untersuchen. Die Stimulation, geleitet durch Traktografie, zielt auf Hirnregionen ab, die direkt durch den Tumor, indirekt durch strukturelle Verbindungen zum Tumor oder nicht vom Tumor beeinträchtigt sind, um so die Mechanismen für Reaktivitäts- und Konnektivitätsveränderungen zu entschlüsseln. Hierzu werden fünfzehn Patienten mit Gliomen vor und 3 Monate nach der Operation mit mTMS-EEG untersucht. Bei jedem Patienten wird ein Gitter von vorgewählten Punkten auf der tumoralen und der gesunden Hemisphäre stimuliert. Die kortikale Reaktivität und Konnektivität im EEG wird zwischen den verschiedenen Stimulationsorten und -geweben (gesund, peritumoral, tumoral) verglichen. Zudem wird der Zusammenhang zwischen peritumoraler Reaktivität und dem Funktionsstatus der Patienten prä- und postoperativ untersucht. Dieser Ansatz hat das Potenzial, die neurochirurgische Planung im Zeitalter der supramarginalen Resektionen und der Sensibilisierung für die Notwendigkeit, komplexe neurokognitive Funktionen zu erhalten, zu revolutionieren. Zudem ermöglicht es TMS–EEG, die Hirnfunktionalität bei vulnerablen neurochirurgischen Patienten zu charakterisieren, ohne dabei anspruchsvolle Verhaltenskorrelate zu erfordern.

• DFG-Verfahren: Stipendium
• Internationaler Bezug: Finnland
• Gastgeber: Pantelis Lioumis, Ph.D.