Die potenzielle Rolle der transkraniellen Gleichstromstimulation bei experimentellem ischämischem Schlaganfall bei erwachsenen männlichen Albino-Ratten

Warum ein sanfter Hirnstrom wichtig ist

Schlaganfall ist eine der führenden Ursachen für Behinderung weltweit, und viele Menschen erlangen nach der anfänglichen Hirnschädigung nie wieder volle Bewegungsfähigkeit oder Unabhängigkeit. Die derzeitigen Notfallbehandlungen, die verschlossene Gefäße wiedereröffnen, helfen nur einem Teil der Patientinnen und Patienten, besonders in Ländern, in denen ein schneller Krankenhauszugang schwierig ist. Diese Studie untersucht, ob eine einfache, kostengünstige Methode, die einen schwachen elektrischen Strom durch die Kopfhaut leitet, das Gehirn in den entscheidenden ersten Stunden nach einem Schlaganfall schützen könnte.

Ein einfaches Werkzeug für ein komplexes Problem

Die Forschenden konzentrierten sich auf die transkranielle Gleichstromstimulation (tDCS), bei der ein schwacher, konstanter Strom zwischen zwei Elektroden auf Kopf und Körper geleitet wird. Im Gegensatz zu Hirnoperationen oder großen magnetischen Geräten ist tDCS tragbar, preiswert und wird bereits zur Behandlung von Erkrankungen wie Depression und Parkinson eingesetzt. Getestet wurden zwei Hauptvarianten: anodal Stimulation, die Gehirnzellen normalerweise aktivierender macht, und kathodale Stimulation, die sie in der Regel beruhigt. Die zentrale Frage war, welche Form, falls eine, frühzeitige Schlaganfalldefekte begrenzen und die Funktion erhalten kann, wenn sie sehr bald nach einem schlaganfallähnlichen Ereignis angewendet wird.

Schlaganfall und Stimulation bei Ratten testen

Um das zu beantworten, verwendete das Team erwachsene Ratten und erzeugte eine kontrollierte Blockade einer großen Halsarterie, um einen ischämischen Schlaganfall zu simulieren, bei dem Teile des Gehirns von Blut und Sauerstoff abgeschnitten werden. Die Tiere wurden in fünf Gruppen eingeteilt: gesunde Kontrollen, Schlaganfall ohne Behandlung, Schlaganfall mit Scheinstimulation, Schlaganfall mit anodalem tDCS und Schlaganfall mit kathodalem tDCS. Die Stimulation begann 20 Minuten nach dem Absperren des Blutflusses, mit zwei 20-minütigen Sitzungen, die durch eine kurze Pause getrennt waren. Nach 24 Stunden wurden die Ratten auf Wachheit, Bewegung und Berührungsreaktionen sowie auf mikroskopische Veränderungen im Gehirngewebe untersucht.

Was im verletzten Gehirn geschah

Ratten, die kathodales tDCS erhielten, waren eher wach, reagierten auf Berührung und entfernten Klebeband von ihren Pfoten im Vergleich zu unbehandelten, Schein- oder anodalen Gruppen. Unter dem Mikroskop zeigten ihre Gehirne weniger Zelltod, weniger Schwellung und weniger Anzeichen schwerer struktureller Zerstörung in den betroffenen Bereichen. Chemische Marker zeigten, dass kathodale Stimulation die Werte eines wichtigen Entzündungssignals (TNF-alpha) dämpfte, die Aktivität von Neuronen steigerte, die mit adaptiven Reaktionen verbunden sind, und die Unterstützung durch sternförmige Gliazellen, so genannte Astrozyten, verstärkte. Es gab Hinweise darauf, dass sich auch immunologische Zellen im Gehirn in Richtung eines eher heilenden statt schädigenden Zustands verschoben, obwohl dieser Trend nicht stark genug war, um sicher zu sein.

Warum erhöhte Aktivität nicht immer besser ist

Im Gegensatz dazu half anodales tDCS, das typischerweise Hirnzellen erregt, nicht und schien manchmal schädlich zu sein. Ratten in dieser Gruppe zeigten schlechtere Bewegung und Sensibilität, häufiger komatöse Zustände sowie stärkere Gefäßstauung und Gewebeschäden im Gehirn. Molekulare Messungen deuteten darauf hin, dass die Entzündung relativ hoch blieb, und die moderaten Zunahmen bei reparationsbezogenen Markern übersetzten sich nicht in besseres Verhalten. Diese Befunde stützen die Idee, dass im fragilen Gewebe um einen Schlaganfall herum zusätzliche Erregung die Belastung der Neuronen verschlimmern kann, während deren sanfte Stabilisierung durch kathodalen Strom excitotoxische Schäden verringern und die Reparatur fördern kann.

Was das für Patientinnen und Patienten bedeuten könnte

Insgesamt legt die Studie nahe, dass kathodales tDCS, wenn es sehr früh nach einem Schlaganfall angewendet wird, Hirnschäden begrenzen und die Funktion erhalten kann, indem es schädliche Überaktivität beruhigt, Entzündungen reduziert und die eigenen Stützmechanismen des Gehirns aktiviert. Die Arbeit wurde an männlichen Ratten über nur 24 Stunden durchgeführt, sodass sie noch nicht aussagt, wie lange die Vorteile anhalten oder ob der gleiche Ansatz Menschen, einschließlich Frauen und älteren Patientinnen und Patienten, zugutekäme. Dennoch deuten die Ergebnisse auf eine Zukunft hin, in der ein kleines, erschwingliches Gerät zusammen mit standardmäßigen Krankenhausbehandlungen genutzt werden könnte, um gefährdetes Hirngewebe in den ersten Stunden nach einem Schlaganfall zu schützen – besonders in Umgebungen, in denen fortgeschrittene Eingriffe schwer zugänglich sind.

Zitation: Abdelbary, O.A., Abdelsalam, N.F., El-Waseef , D.A.ED.A. et al. The potential role of transcranial direct current stimulation in experimental ischemic stroke in adult male albino rats. Sci Rep 16, 15331 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-51013-z

Schlüsselwörter: ischämischer Schlaganfall, Hirnstimulation, tDCS, Neuroprotektion, Entzündung