Transkranielle Gleichstromstimulation verbessert kognitive Leistung und moduliert funktionelle Hirnaktivität und Konnektivität

Abstract

Anodale transkranielle Gleichstromstimulation (anodal transcranial direct current stimulation, atDCS) kann kognitive Funktionen bei Menschen verbessern. Die neuronalen Grundlagen ihrer Funktionsweise wurden allerdings bisher noch unzureichend untersucht. In einer Plazebo-kon­trollierten Studie untersuchten wir daher die neuronalen Korrelate der Leistungsverbesserung in einer semantischen Wortfindungsaufgabe mittels funktioneller Magnetresonanztomografie (fMRT) bei gleichzeitiger Stimulation des linken Gyrus frontalis inferior (IFG), einem zentralen sprachrelevanten Gehirnareal. atDCS wurde dabei im MRT während der Aufgabendurchführung appliziert. Simultan gemessene aufgaben-spezifische sowie aufgaben-unabhängige Ruhe-fMRT (sog. resting-state) Messungen dienten zur Charakterisierung der Auswirkung von atDCS auf Hirnfunktionen. Der durch atDCS signifikant verbesserte Wortabruf ging mit einer selektiven Aktivitätsreduktion im linken ventralen IFG einher, welcher speziell für semantische Abrufprozesse eine Rolle spielt. Des Weiteren erhöhte atDCS die funktionelle Konnektivität des linken IFG und anderer sprachrelevanter Hirnareale im Rahmen der Ruhe-fMRT Untersuchung. Zusammenfassend konnte gezeigt werden, dass atDCS bedingte Leistungsverbesserungen mit charakteristischen Veränderungen von Hirnaktivität- und Konnektivität assoziiert sind, die u. U. erhöhte Verarbeitungseffizienz widerspiegeln.