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Transkraniale Elektrostimulation (tES)

Wir verwenden transkranielle Elektrostimulation, um die Aktivität verschiedener Gehirnareale gezielt zu beeinflussen, und dadurch Rückschlüsse auf deren Funktion und Bedeutung für bestimmte kognitive Prozesse ziehen zu können. Darüber hinaus erforschen wir die Möglichkeiten und das Potential verschiedener tES-Methoden als Unterstützung von z.B. Lernprozessen bei Personen mit Lernstörungen.

Was ist transkranielle Elektrostimulation?

Die transkranielle Elektrostimulation ist eine Methode der Neurowissenschaft, bei der die Aktivität von Gehirnarealen durch die Stimulation mit sehr kleinen Strömen (in der Regel etwa 0,5 – 2,0 mA) gezielt beeinflusst wird. Dabei unterscheidet man im Allgemeinen zwischen drei verschiedenen Verfahren:

Bei der transkraniellen Gleichstromstimulation (tDCS, transcranial direct current stimulation) wird über meist zwei an der Kopfoberfläche angebrachten Elektroden ein Gleichstrom angelegt. Dabei kommt es unter der positiv geladenen Anode zu einer aktivierenden Stimulation der Neuronen und unter der negativ geladenen Kathode zu einer inhibierenden Stimulation. Neben dieser direkten Wirkung zeigten sich bei tDCS auch länger anhaltende Effekte, ähnlich den Mechanismen der long-term potentiation und long-term depression, welche mit dem Prozess des Lernens in Verbindung gebracht werden.

Bild 1: Beispiel der Stromdichteverteilung Gleichstromstimulation. Rot symbolisiert starke, blau und grau wenig bis gar keine Stimulation.

Bei der transkraniellen Wechselstromstimulation (tACS, transcranial alternate current stimulation) wird über die Elektroden an der Kopfoberfläche ein Wechselstrom angelegt. Im Gegensatz zur tDCS gibt es dadurch keine Anode und Kathode, sondern einen ständigen Zustandswechsel beider Elektroden mit der Frequenz des angelegten Wechselstroms. Dadurch ist es möglich, die Aktivitätsmuster in bestimmten Frequenzbändern (z.B.: im alpha-Band, 8-13 Hz) gezielt zu modulieren.

Bild 2: Beispiel einer tES-Untersuchung am Labor des Arbeitsbereichs für Begabungsforschung

Bei der dritten Methode (tRNS, transcranial random noise stimulation) wird über die Elektroden ein Stromrauschen in einem bestimmten Frequenzband angelegt. Dadurch wird eine Modulation über einen weiten Bereich neuronaler Aktivität möglich.

Alle drei Verfahren sind non-invasiv und werden häufig in Kombination mit EEG und MRT verwendet, um durch die Stimulation verursachte Veränderungen der Aktivität direkt mit Veränderungen in kognitiven Leistungen in Verbindung bringen zu können.

Wie kann ich an einer tES-Studie teilnehmen?

Informationen über aktuelle tES-Studien unseres Arbeitsbereichs werden regelmäßig in den Gebäuden der Universität ausgehängt, gegebenenfalls werden Interessensanfragen und Informationen auch per E-Mail ausgeschickt. Falls Interesse besteht können Sie sich an die jeweilige, angeführte E-Mail-Adresse wenden und wir werden Kontakt mit Ihnen aufnehmen, um weitere Details zu besprechen.

Was passiert, wenn ich an einer tES-Studie teilnehme?

Die Untersuchungen erfolgen, je nach Studie, im tES-EEG-Labor des Arbeitsbereichs für Begabungsforschung (Universitätsplatz 2, 8010 Graz) oder am MRI-Lab Graz (Kopernikusgasse 24, 8010 Graz). Am Beginn der Untersuchung werden Sie nochmals über alle Einzelheiten einer tES-Studie und den Zweck der jeweiligen Untersuchung aufgeklärt und, falls Sie weiterhin teilnehmen möchten, darum gebeten, eine Einverständniserklärung zu unterzeichnen. Die Dauer der Untersuchung beträgt in Abhängigkeit von der jeweiligen Studie zwischen einer halben und drei Stunden und kann Fragebögen, Leistungstests, EEG- oder MRI-Messungen umfassen. Die Untersuchungen erfolgen immer auf freiwilliger Basis und können jederzeit, auch ohne Angabe von Gründen, von den TeilnehmerInnen abgebrochen werden.

 

 




Link: Google maps

MRI Lab Graz
Kopernikusgasse 24
A-8010 Graz 

 

 

 

 

 

 

Link: Google maps

Institut für Psychologie
Universitätsplatz 2
A-8010 Graz

 

 

 

 

Das Labor des Arbeitsbereichs Begabungsforschung befindet sich im Kellergeschoss des psychologischen Institutes (siehe Karte oben). Den Weg vom Haupteingang des Institutes zum Labor sehen Sie hier (klicken, um zu vergrößern):

Ist transkranielle Elektrosimulation gefährlich?

Die transkranielle Elektrostimulation ist non-invasiv und gilt, bei den an unserem Institut eingesetzten Stromstärken (0,5 – 2,0 mA), als ungefährlich (Siehe: Nitsche et al., 2008; Bikson et al., 2016). Bikson et al. (2016) haben Informationen zu über 30.000 Stimulationssitzungen gesammelt und konnten keine Hinweise auf schwerwiegende Nebenwirkungen finden. Es kann allerdings in manchen Fällen zu leichten Kopfschmerzen und/oder Hautirritationen kommen. Dabei sollten die Kopfschmerzen nach Beendigung der Stimulation wieder abklingen. Des Weiteren kann es zu „Phosphene“ genannten Wahrnehmungen von Lichtblitzen kommen. Diese entstehen meist durch eine Stimulationswirkung am visuellen System und verschwinden sofort nach Beendigung der Stimulation. Als UntersuchungsteilnehmerIn können Sie die Untersuchung natürlich jederzeit abbrechen.

Welche Kleidung soll ich zu einer tES-Studie tragen?

Wir empfehlen komfortable Kleidung in der Sie auch über längere Zeit gemütlich sitzen können. Außerdem empfehlen wir Ihnen im Sommer etwas zum Überziehen mitzubringen, da es im EEG Labor etwas kühler sein kann als die Außentemperatur.

Kann jeder/jede an einer tES-Studie teilnehmen?

Da tES in die neuronale Aktivität eingreift schließen wir Personen mit früheren oder aktuellen neurologischen oder psychiatrischen Erkrankungen aus. Des Weiteren sind Personen mit Metallimplantaten in der Nähe der Stimulationspositionen von der Teilnahme an tES-Studien ausgeschlossen.

Wie lange dauern einzelne Sitzungen?

Die Dauer einer Untersuchung hängt sehr stark von der jeweiligen Studie ab, liegt aber meist im Bereich zwischen einer halben und drei Stunden. Die tatsächliche Stimulationszeit ist allerdings wesentlich kürzer (15-25 Minuten) und erfolgt meist zu Beginn oder in der Mitte der Testung.

Bikson, M., Grossman, P., Thomas, C. et al. (2016). Safety of Transcranial Direct Current Stimulation: Evidence Based Update 2016. Brain Stimulation, 9, 641-661.

Nitsche, M.A., Cohen, L.D., Wassermann, E.M., Priori, A., Lang, N., Antal, A., Paulus, W., Hummel, F., Boggio, P.S., Fregni, F. & Pascual-Leone, A. (2008). Transcranial direct current stimulation: State of the art 2008. Brain Stimulation, 1, 206-223.

Arbeitsbereichsleitung

Univ.-Prof. Mag. Dr.rer.nat.

Roland Grabner

Institut für Psychologie


Sekretariat

Fachinspektorin

Silvia Haberhofer

Institut für Psychologie

Telefon:+43 316 380 - 8536

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