Auswirkungen von 40‑Hz-transkranieller Wechselstromstimulation auf neuronale Synchronisation und kognitive Korrelate bei Schizophrenie: Eine EEG-Studie

Warum das Feinjustieren von Gehirnwellen wichtig ist

Menschen mit Schizophrenie haben oft nicht nur mit Halluzinationen oder Wahnvorstellungen zu kämpfen, sondern auch mit alltäglichen Denkfähigkeiten wie dem kurzfristigen Behalten von Informationen, der Konzentration und dem Lernen. Diese Probleme hängen stark mit langfristiger Selbstständigkeit und Lebensqualität zusammen, doch aktuelle Medikamente bringen hier nur wenig Besserung. Diese Studie stellte eine überraschend direkte Frage: Wenn wir die natürlichen Rhythmen des Gehirns von außen mit schwachen elektrischen Strömen sanft beeinflussen, können wir dann die Kommunikation zwischen den für Gedächtnis und Aufmerksamkeit verantwortlichen Hirnregionen wieder normalisieren — und könnte das schließlich das Denken bei Schizophrenie verbessern?

Sanfte elektrische Rhythmen als Wegweiser für das Gehirn

Die Forschenden verwendeten eine nichtinvasive Methode namens transkranielle Wechselstromstimulation, kurz tACS. Kleine, mit Schwamm bedeckte Elektroden wurden auf der Kopfhaut über dem vorderen linken Hirnbereich und auf der rechten, hinteren Seite platziert — Bereiche, die ein zentrales Netzwerk für das Arbeitsgedächtnis bilden, das mentale „Notizfeld“, mit dem wir Informationen halten und aktualisieren. Über zehn Sitzungen in zwei Wochen erhielt eine Gruppe hospitalisierter Patientinnen und Patienten mit Schizophrenie einen schwachen, rhythmischen Strom mit 40 Schwingungen pro Sekunde, einer Frequenz, die mit schnellen „Gamma“-Gehirnwellen in Verbindung steht. Eine weitere Gruppe bekam dieselbe Anordnung, erhielt aber nur eine kurze Scheinstimulation, sodass die Teilnehmenden in der Regel nicht wussten, welche Behandlung sie bekamen.

Ins Gehirn hineinhören während einer Gedächtnisaufgabe

Um zu sehen, was die Stimulation im Gehirn bewirkte, zeichnete das Team elektrische Aktivität von der Kopfhaut mit EEG auf, während die Patientinnen und Patienten ein einfaches Gedächtnisspiel, die n-back-Aufgabe, durchführten. In einer Version mussten die Teilnehmenden nur eine bestimmte Ziffer erkennen, was vor allem die Aufmerksamkeit prüft. In einer schwierigeren Version sollten sie entscheiden, ob die aktuelle Ziffer mit der unmittelbar vorher gezeigten übereinstimmt, was das Arbeitsgedächtnis stärker beansprucht. Die Forschenden konzentrierten sich auf schnelle Gamma-Wellen und darauf, wie gut Vorder- und Hinterhirn im Takt blieben, sowie darauf, wie langsamere und schnellere Rhythmen ineinandergreifen — Merkmale, von denen man annimmt, dass sie klares, koordiniertes Denken unterstützen.

Stärkere Gehirnverbindungen mehr als Verhaltensänderungen

Nach zehn Sitzungen zeigten Patientinnen und Patienten, die die echte 40‑Hz-Stimulation erhalten hatten, während der anspruchsvolleren Gedächtnisbedingung eine stärkere Synchronisation schneller Aktivität zwischen Vorder- und Hinterhirn im Vergleich zur Scheinstimulationsgruppe. Anders ausgedrückt: Das Timing ihrer Gehirnwellen in diesen beiden Regionen wurde bei Aufgaben, die das Behalten von Informationen erforderten, enger gekoppelt. Die Stimulation schien zudem eine besondere Beziehung im linken Frontallappen zu stabilisieren, bei der sehr langsame Wellen den Rahmen für Schübe sehr schneller Aktivität setzen — ein Muster, das in der Scheingruppe im Laufe der Zeit abgeschwächt wurde. Diese Veränderungen deuten darauf hin, dass tACS fragile Kommunikation in Schaltkreisen stärken kann, die bei Schizophrenie häufig gestört sind.

Leichte Anzeichen für schärferes Denken, aber noch kein deutlicher Schub

Beim tatsächlichen Abschneiden zeigte sich hingegen ein zurückhaltenderes Bild. Standardisierte kognitive Tests, die mehrere Denkfähigkeiten abdeckten, zeigten über die vier Wochen nach der Behandlung keine klaren Vorteile der aktiven Stimulation gegenüber der Scheinbehandlung. Während der EEG-Tests blieb die Genauigkeit in der einfachsten Version der Gedächtnisaufgabe in der stimulierten Gruppe stabil, während sie in der Scheingruppe nachließ — ein Hinweis darauf, dass tACS unter bestimmten Bedingungen die grundlegende Aufmerksamkeit erhalten könnte. In explorativen Analysen zeigten Patientinnen und Patienten, deren Muster der Gehirnkupplung besser erhalten waren, tendenziell auch einige Verbesserungen beim visuellen Lernen Wochen später, doch dieser Effekt war klein und muss in größeren Studien bestätigt werden.

Was das für künftige gehirnbasierte Behandlungen bedeutet

Für außenstehende Beobachter zeigt diese Arbeit, dass es mittlerweile möglich ist, gestörte Gehirnrhythmen bei Schizophrenie nicht nur zu überwachen, sondern sie von außen in eine normalere Richtung zu lenken. Zehn Sitzungen mit 40‑Hz-tACS stärkten und bewahrten Schlüsselmuster der Gehirnsynchronisation, die mit dem Arbeitsgedächtnis verbunden sind, obwohl sich noch keine klaren, breiten Verbesserungen der Denkfähigkeiten zeigten. Die Ergebnisse legen nahe, dass wellenbasierte Behandlungen helfen könnten, die zugrunde liegende Kommunikation in kritischen Schaltkreisen zu reparieren, dass es aber wahrscheinlich längerer, individuell abgestimmter Stimulation oder einer Kombination mit kognitivem Training bedarf, um diese neuronalen Veränderungen in Alltagseffekte zu übersetzen. Diese Studie ist ein früher, aber wichtiger Schritt, um zu lernen, wie sich die Rhythmen des Gehirns so abstimmen lassen, dass sie klareres Denken bei einer herausfordernden psychiatrischen Erkrankung unterstützen.

Zitation: Liu, Y., Cao, X., Jin, H. et al. Effects of 40 Hz transcranial alternating current stimulation on neural synchronization and cognitive correlates in schizophrenia: An EEG study. Transl Psychiatry 16, 145 (2026). https://doi.org/10.1038/s41398-026-03917-7

Schlüsselwörter: Schizophrenie, Gehirnstimulation, Gamma-Oszillationen, Arbeitsgedächtnis, EEG