Sofortige und langfristige Effekte einer Stimulationsbehandlung des orbitofrontalen Kortex auf EEG‑Mikrozustände bei Schizophrenie

Warum das Feinabstimmen von Gehirnrhythmen zur Behandlung von Schizophrenie beitragen könnte

Schizophrenie kann stark behindernd sein, und viele Menschen sprechen nicht gut auf Standardmedikationen an oder sind durch deren Nebenwirkungen belastet. Forschende suchen daher nach schonenderen Methoden, um fehlerhafte Hirnschaltkreise wieder in Richtung gesunder Funktion zu lenken. Diese Studie untersucht, ob eine nichtinvasive Form der Gehirnstimulation, gekoppelt mit sensiblen Messungen der Hirnwellen, sowohl Symptome verbessern als auch frühe Hinweise darauf liefern kann, wer am ehesten davon profitiert.

Nichtinvasive Impulse an eine Schlüsselstelle für Entscheidungsprozesse

Die Forschenden konzentrierten sich auf eine kleine Region oberhalb der Augen, den orbitofrontalen Kortex, der uns hilft, Belohnungen abzuwägen, Entscheidungen zu treffen und Emotionen zu regulieren. Sie verwendeten repetitive transkranielle Magnetstimulation (rTMS), ein Verfahren, das kurze magnetische Impulse durch die Kopfhaut liefert, um die Aktivität dieser Region schonend zu verändern – ohne Operation oder Medikamente. 87 Menschen mit ihrer ersten Schizophrenieepisoden wurden zufällig entweder einer echten rTMS‑Behandlung des rechten orbitofrontalen Kortex oder einem Scheinverfahren zugewiesen, das die Erfahrung nachahmte, aber das Gehirn nicht effektiv stimulierte. Alle erhielten 20 tägliche Sitzungen, während sie weiterhin Standard‑Antipsychotika einnahmen. Eine separate Gruppe von 51 gesunden Versuchspersonen erhielt eine einzelne echte rTMS‑Sitzung, damit das Team vergleichen konnte, wie gesunde und betroffene Gehirne reagieren.

Die flüchtigen „Zustände“ des Gehirns aus dem EEG ablesen

Um zu verfolgen, wie sich die Gehirnaktivität veränderte, nahmen die Forschenden Ruhe‑EEGs auf, die winzige elektrische Signale an der Kopfhaut messen. Statt sich auf Gesamtleistung oder einfache Rhythmen zu konzentrieren, verwendeten sie eine Methode namens Mikrozustandsanalyse, die betrachtet, wie das Gehirn zwischen kurzen, aber stabilen Aktivitätsmustern wechselt, von denen jedes nur einen Bruchteil einer Sekunde anhält. In zahlreichen Studien wurden vier wiederkehrende Muster, bezeichnet A bis D, mit verschiedenen großräumigen Netzwerken verknüpft, darunter Systeme zur Erkennung wichtiger Ereignisse und zur Verschiebung der Aufmerksamkeit. Frühere Arbeiten zeigten, dass Menschen mit Schizophrenie tendenziell mehr Zeit in einem Muster, dem Mikrozustand C, verbringen und weniger Zeit in einem anderen, Mikrozustand D – was auf ein Ungleichgewicht zwischen Netzwerken hindeutet, die Auffälligkeiten markieren, und solchen, die gesteuerte Aufmerksamkeit unterstützen.

Sofortige Veränderungen nach einer einzigen Stimulationssitzung

EEG‑Aufzeichnungen wurden bei den Patient:innen vor der Behandlung, unmittelbar nach der ersten rTMS‑Sitzung und erneut nach dem 20‑tägigen Kurs vorgenommen. Gesunde Proband:innen wurden vor und nach ihrer Einzelsitzung gescannt. Zu Beginn zeigten die Patient:innen das erwartete Ungleichgewicht: Sie verbrachten mehr Zeit im Mikrozustand C und hatten kürzere Episoden von Mikrozustand D als gesunde Personen. Nach nur einer echten Stimulation sank bei sowohl Patient:innen als auch gesunden Versuchspersonen die Häufigkeit des Auftretens von Mikrozustand C. Bei den Patient:innen war diese Reduktion nur in der Echtstimulation‑Gruppe zu beobachten; die Scheinbehandlungsgruppe zeigte keine nennenswerte Änderung. Die Wahrscheinlichkeit, dass das Gehirn von anderen Mustern in Mikrozustand C wechselte, nahm ebenfalls ab, während Wechsel hin zu Mikrozustand D häufiger wurden – ein Hinweis auf ein rasches Wiederherstellen des Gleichgewichts zwischen Hirnnetzwerken.

Länger anhaltende Verschiebungen in Hirnmustern und Verknüpfungen mit Symptomlinderung

Nach 20 Sitzungen zeigten Patient:innen, die eine echte orbitofrontale Stimulation erhalten hatten, anhaltende Veränderungen. Sie verbrachten insgesamt weniger Zeit in Mikrozustand C und mehr Zeit in Mikrozustand D; Übergänge in C von anderen Mustern wurden seltener, während Übergänge in D häufiger wurden. Diese Verschiebungen traten in der Scheinbehandlungsgruppe nicht auf, die nur eine begrenzte Verbesserung in Mikrozustand D zeigte, die möglicherweise allein durch die Medikation bedingt war. Klinisch hatten die Empfänger:innen der echten rTMS eine deutlich stärkere Reduktion ihrer Symptomwerte als die Scheingruppe. Bei genauerer Betrachtung stellten die Forschenden fest, dass Patient:innen, die später starke klinische Verbesserungen zeigten, diejenigen waren, die unmittelbar nach der ersten Stimulationssitzung den größten Rückgang von Mikrozustand C aufwiesen – was nahelegt, dass frühe EEG‑Veränderungen vorhersagen können, wer am meisten profitieren wird.

Was das für zukünftige Behandlungen bedeuten könnte

Für Nichtfachleute lautet die Kernaussage: Schonende magnetische Impulse an eine Entscheidungsregion oberhalb der Augen können sowohl Symptome der Schizophrenie lindern als auch deutlich sichtbar machen, wie sich die Aktivitätsmuster des Gehirns im Millisekundenbereich entfalten. Insbesondere scheint die Behandlung ein überaktives „Salienz“‑Muster (Mikrozustand C) zu dämpfen und ein auf Aufmerksamkeit bezogenes Muster (Mikrozustand D) zu stärken und so die Dynamik des Gehirns näher an das Verhalten gesunder Personen zu bringen. Ebenso wichtig ist, dass bereits die erste Stimulation Sitzungsweise Hinweise liefert: Eine starke frühe Verschiebung in diesen schnellen Hirnzuständen könnte signalisieren, dass jemand auf dem Weg ist, in den kommenden Wochen gut zu reagieren. Wenn dies in größeren Studien bestätigt wird, könnte dieser Ansatz dazu beitragen, Gehirnstimulationstherapien zu personalisieren und schnell diejenigen zu identifizieren, die am meisten profitieren – während andere vor Wochen ineffektiver Behandlung bewahrt würden.

Zitation: Zhang, K., Hu, Q., Zhang, Y. et al. Immediate and long-term effects of orbitofrontal cortex stimulation on EEG microstates in schizophrenia. Transl Psychiatry 16, 56 (2026). https://doi.org/10.1038/s41398-026-03810-3

Schlüsselwörter: Schizophrenie, Gehirnstimulation, EEG‑Mikrozustände, orbitofrontaler Kortex, rTMS