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Die Wirksamkeit der Hirnstimulation hängt von der Lernfähigkeit und nicht vom Alter ab
Zuletzt überprüft: 03.07.2025
Mit zunehmendem Alter verschlechtern sich unsere kognitiven und motorischen Funktionen, was unsere Unabhängigkeit und Lebensqualität beeinträchtigt. Unter den Technologien zur Lösung dieses Problems ist die anodale transkranielle Gleichstromstimulation (atDCS) von besonderem Interesse. Diese Methode nutzt einen schwachen elektrischen Strom, um die Aktivität von Neuronen zu modulieren, ohne dass ein chirurgischer Eingriff erforderlich ist.
Studien zu atDCS zeigten jedoch widersprüchliche Ergebnisse. Ein Grund dafür dürfte die individuelle Stimulationsempfindlichkeit sein, die von Faktoren wie Alter, Grundfähigkeiten und Vorerfahrungen abhängen kann. Um dieser Frage auf den Grund zu gehen, untersuchten EPFL-Wissenschaftler um Friedhelm Hummel, wie natürliche Lernfähigkeiten die Wirksamkeit von atDCS beeinflussen.
Wichtigste Ergebnisse der Studie
Eine im Fachjournal npj Science of Learning veröffentlichte Studie zeigt, dass:
- Menschen mit weniger effizienten Lernstrategien (suboptimale Lerner) profitieren stärker von der Stimulation und zeigen beschleunigte Verbesserungen bei der Aufgabengenauigkeit.
- Bei Kindern, die von Anfang an effizienter lernen (optimale Lerner), können die Stimulation sogar negative Auswirkungen haben.
Dieser Befund bestätigt, dass atDCS eher eine restaurative als eine lindernde Wirkung hat, was insbesondere für die Neurorehabilitation von Bedeutung ist.
Methodik
Die Wissenschaftler rekrutierten 40 Teilnehmer: 20 Personen mittleren Alters (50–65 Jahre) und 20 Personen über 65 Jahre. Die Gruppen wurden in diejenigen unterteilt, die aktive Stimulation erhielten, und diejenigen, die ein Placebo erhielten. Die Teilnehmer führten zehn Tage lang eine sequentielle Tastendruckaufgabe (motorisches Lernen) durch.
Mithilfe eines Algorithmus für maschinelles Lernen wurden die Teilnehmer anhand ihrer anfänglichen Leistung als optimale oder suboptimale Lerner klassifiziert. So ließ sich vorhersagen, wer von ihnen von einer Stimulation profitieren würde.
Schlussfolgerungen
- Suboptimale Lerner verbesserten die Aufgabengenauigkeit unter atDCS schneller.
- Bei optimalen Lernern zeigte sich eine Tendenz zur Leistungsverschlechterung, wenn sie Reizen ausgesetzt waren.
- Die Auswirkungen der Stimulation waren unabhängig vom Alter der Teilnehmer.
Zukunft der Anwendung
Diese Erkenntnisse könnten den Ansatz in der Neurorehabilitation und anderen Behandlungsformen verändern. Statt eines Einheitsansatzes schlagen die Wissenschaftler die Entwicklung personalisierter Stimulationsprotokolle vor, die auf die individuellen Bedürfnisse des Patienten zugeschnitten sind.
Pablo Maceira, Erstautor der Studie:
„Der Einsatz von maschinellem Lernen hat uns geholfen zu verstehen, wie verschiedene Faktoren die individuellen Effekte der Hirnstimulation beeinflussen. Dies eröffnet die Möglichkeit, den Nutzen für einzelne Patienten zu maximieren.“
In Zukunft könnten solche Algorithmen Ärzten dabei helfen, zu bestimmen, welche Patienten von einer Hirnstimulationstherapie profitieren, und so die Rehabilitationsergebnisse nach einem Schlaganfall oder einer Hirnverletzung verbessern.
Die Studie wurde in der Zeitschrift npj Science of Learning veröffentlicht.