Tiefe Hirnstimulation (DBS)

Artikel verfasst und überprüft von Dr. Luca Moretti

Die tiefe Hirnstimulation (deep brain stimulation, DBS) ist ein neurochirurgisches Verfahren, bei dem Elektroden stereotaktisch in bestimmte Knoten von Hirnnetzwerken implantiert und mit einem subkutanen Impulsgeber verbunden werden. Sie ist bei einigen neurologischen Erkrankungen eine etablierte Therapie, bleibt bei therapieresistenter Major Depression jedoch eine experimentelle Strategie: Die Ergebnisse von Open-Label-Kohorten waren häufig günstig, während randomisierte Studien mit Sham-Phase weniger einheitliche Resultate lieferten.

DBS darf daher nicht als „stärkere“ Version der rTMS oder der tDCS dargestellt werden. Es handelt sich um ein invasives Verfahren mit chirurgischen und Hardware-Risiken, das Forschung und hoch spezialisierten Zentren für Patienten mit außergewöhnlich refraktärer Depression vorbehalten ist. Anders als die Elektrokrampftherapie löst sie keine generalisierten Krampfanfälle aus, und die Stimulation ist chronisch und programmierbar.

Das wissenschaftliche Interesse beruht auf der Vorstellung, dass therapieresistente Depression nicht von einer einzelnen Region, sondern von dysfunktionalen Netzwerken abhängt. Zu den wichtigsten untersuchten Targets gehören das subcallosale Cingulum, die ventrale Kapsel und das ventrale Striatum, der Nucleus accumbens, das mediale Vorderhirnbündel und andere limbisch frontale Knoten. Neuere Forschung konzentriert sich weniger auf isolierte anatomische Koordinaten und stärker auf die Schaltkreise und Bahnen der weißen Substanz, die durch die Stimulation tatsächlich erfasst werden.

Netzwerkbasierte Rationale und wichtigste Targets

Das subcallosale Cingulum, häufig als Area 25 bezeichnet, ist mit präfrontalem Kortex, limbischen Strukturen, Hypothalamus und Hirnstamm verbunden. Frühe Studien zeigten, dass eine Stimulation dieser Region bei einigen Patienten mit therapieresistenter Depression mit anhaltenden Verbesserungen einhergehen konnte. Das Ansprechen hängt jedoch entscheidend von der Lage der Kontakte und den Fasern ab, die vom elektrischen Feld erfasst werden; Unterschiede von wenigen Millimetern können die Aktivierung unterschiedlicher Netzwerke bedeuten.

Die ventrale Kapsel und das ventrale Striatum wurden aufgrund ihrer Rolle in Motivations- und Belohnungsnetzwerken sowie der frontostriatalen Kontrolle untersucht. Nucleus accumbens und mediales Vorderhirnbündel zielen direkter auf Schaltkreise, die mit Anhedonie und Motivation verbunden sind. Keines dieser Targets hat eine definitive und replizierte Überlegenheit gezeigt, die zur Festlegung eines universellen Standards ausreichen würde.

Moderne Modelle verstehen DBS als Modulation verteilter Netzwerke: Hochfrequenzstimulation „schaltet“ nicht einfach einen Kern aus, sondern kann die Ausbreitung von Impulsen entlang von Axonen, Netzwerkoszillationen und die Kommunikation zwischen Regionen verändern. Die Wirkung kann sich im Verlauf von Wochen oder Monaten allmählich entwickeln und lässt sich nicht durch eine einzelne neurochemische Reaktion erklären.

Welche Patienten erwogen werden und warum die Auswahl streng ist

Studien zur DBS bei Depression schließen in der Regel Patienten mit extremer Therapieresistenz, lang dauernden Episoden, ausgeprägter funktioneller Beeinträchtigung und Versagen mehrerer pharmakologischer, psychotherapeutischer und somatischer Strategien ein, häufig einschließlich EKT. Die genaue Definition der Therapieresistenz variiert zwischen den Protokollen und trägt zur Heterogenität der Ergebnisse bei.

Bevor eine Implantation erwogen wird, muss die Diagnose gründlich überprüft werden. Bipolare Störung, psychotische Störungen, Substanzkonsum, Persönlichkeitsstörungen, neurologische Erkrankungen, Schlafstörungen und medizinische Erkrankungen können sowohl die Diagnose einer therapieresistenten Depression als auch das Operationsrisiko verändern. Angemessenheit, Dauer und Adhärenz früherer Behandlungen müssen ebenfalls dokumentiert werden, da eine Pseudoresistenz kein experimentelles neurochirurgisches Verfahren rechtfertigt.

Die Auswahl umfasst eine multidisziplinäre psychiatrische, neurochirurgische, neuropsychologische und anästhesiologische Beurteilung. Die Fähigkeit, die Unsicherheit des Nutzens zu verstehen, die Bereitschaft zu einem sehr langen Follow-up, soziale Unterstützung und die Möglichkeit, Programmierungen und Revisionen des Geräts wahrzunehmen, sind wesentliche Faktoren. Die informierte Einwilligung muss klarstellen, dass DBS bei Depression keine Standardbehandlung ist und trotz technisch korrekter Implantation möglicherweise keinen Nutzen bringt.

Chirurgisches Verfahren, Programmierung und Gerätemanagement

Für die Implantation werden strukturelle Bildgebung und stereotaktische Planung eingesetzt, um Target und Trajektorie festzulegen. Die Elektroden werden beidseits platziert und über subkutane Verlängerungen mit einem Impulsgeber verbunden, der häufig im Brustbereich liegt. Operationstechnik und Anästhesieverfahren variieren je nach Zentrum, Target und Protokoll.

Nach der Implantation beginnt eine Programmierungsphase, in der aktive Kontakte, Amplitude, Frequenz und Impulsdauer verändert werden. Ziel ist eine wirksame Aktivierung des Schaltkreises bei Begrenzung unerwünschter Ereignisse. Bei Depression kann diese Phase lang dauern, weil die therapeutische Wirkung nicht notwendigerweise sofort eintritt und zu häufige Änderungen es erschweren können, den klinischen Verlauf einer bestimmten Einstellung zuzuordnen.

Die Generatoren erfordern Kontrollen, gegebenenfalls Aufladen oder Batteriewechsel sowie Überwachung der Integrität von Elektroden und Verlängerungen. Magnetresonanztomographie und elektromedizinische Verfahren müssen entsprechend den spezifischen Bedingungen des implantierten Systems erfolgen. Eine wirksame DBS ist daher ein chronischer Behandlungsweg und kein einzelner chirurgischer Eingriff.

Die Planung nutzt strukturelles Neuroimaging und stereotaktische Koordinaten und in fortgeschritteneren Programmen Konnektivitätsinformationen, um mit dem Ansprechen assoziierte Bahnen der weißen Substanz zu erfassen. Nach der Implantation wird die klinische Arbeit mit Wundkontrollen, Impedanzprüfung, Programmierung von Kontakten, Amplitude, Frequenz und Impulsdauer sowie systematischer Beobachtung von Stimmung und Verhalten fortgesetzt. Das Ansprechen kann Wochen oder Monate benötigen und erfordert häufig mehrere Anpassungen. Wiederaufladbare oder nicht wiederaufladbare Batterien, Verlängerungen und Generator erfordern zudem Wartung und mögliche Revisionen. Deshalb ist die psychiatrische DBS ein langfristiger multidisziplinärer Behandlungsweg und kein einzelner neurochirurgischer Eingriff.

Wirksamkeit: Warum Open-Label- und Sham-Studien unterschiedliche Geschichten erzählen

Unkontrollierte Kohorten berichteten bei verschiedenen Targets erhebliche Anteile an über längere Zeit aufrechterhaltenem Ansprechen und Remissionen. Bei einer fluktuierenden Erkrankung und intensiv betreuten Patienten sind Open-Label-Studien jedoch anfällig für Regression zur Mitte, Erwartungen, gleichzeitige Therapieänderungen und Teilnehmerselektion. Deshalb sind sham-kontrollierte Studien entscheidend.

Die große 2017 veröffentlichte Multicenterstudie zum subcallosalen Cingulum zeigte in der vorgesehenen kontrollierten Phase keinen signifikanten Vorteil der aktiven Stimulation, und ähnliche Schwierigkeiten traten in Studien zur ventralen Kapsel und zum ventralen Striatum auf. Im Jahr 2026 zeigte eine neue randomisierte Studie zum subgenualen Cingulum eine Gesamtverbesserung, jedoch keinen signifikanten Unterschied zwischen den Bedingungen in der kontrollierten Phase, während sich im offenen Follow-up ein Teil der Patienten weiter verbesserte. Diese Ergebnisse sind mit der Möglichkeit vereinbar, dass einzelne Patienten ansprechen, belegen aber noch keine vorhersagbare und standardisierbare Wirkung.

Metaanalysen kombinieren kleine Studien, unterschiedliche Targets und heterogene Designs. Wirksamkeitssignale sind in offenen Phasen stärker als in Sham-Vergleichen. Diese Diskrepanz ist der Hauptgrund, weshalb DBS bei Depression trotz plausibler Netzwerkmodelle und in Untergruppen beobachteter anhaltender Ergebnisse als experimentell beschrieben werden muss.

Chirurgische, neuropsychiatrische und kognitive Risiken

Zu den Risiken gehören intrakranielle Blutung, Infektion, epileptische Anfälle, anästhesiologische Komplikationen und selten neurologische Defizite. Langfristig können späte Infektionen, Migration oder Bruch von Kabeln, Hauterosion, Fehlfunktionen und der Bedarf an chirurgischen Revisionen auftreten. Diese Ereignisse sind besonders relevant, weil die Behandlung elektiv ist und ein Nutzen nicht garantiert werden kann.

Die Stimulation kann abhängig von Target und Parametern psychiatrische Effekte wie Angst, Reizbarkeit, Schlaflosigkeit, Aktivierung, Hypomanie oder Verhaltensänderungen auslösen. Bei Patienten mit hochgradig therapieresistenter Depression ist das basale Suizidrisiko erhöht und muss unabhängig vom Verfahren überwacht werden; ein Implantat beseitigt weder die Notwendigkeit eines Sicherheitsplans noch einer vollständigen psychiatrischen Behandlung.

Reviews zu kognitiven Funktionen zeigen kein einheitliches Muster einer globalen Verschlechterung, die Stichproben sind jedoch klein und selektiert. Serielle neuropsychologische Untersuchungen bleiben erforderlich, um mögliche Effekte zu erkennen und Veränderungen durch die Depression von solchen zu unterscheiden, die mit Operation oder Stimulation verbunden sind.

Neben perioperativen Risiken bestehen hardwarebedingte Probleme: Infektion, Erosion, Schmerzen an der Generatorstelle, Bruch oder Migration von Komponenten und notwendige Austauschoperationen. Die Stimulation kann Veränderungen von Stimmung oder Aktivierung hervorrufen, die eine Anpassung der Parameter erfordern; Berichte über Hypomanie, Angst, depressive Verschlechterung oder Suizidalität erfordern fachärztliche Überwachung, ohne jedes Ereignis automatisch der Stimulation zuzuschreiben. Verfügbare Reviews zeigen keine konstante globale kognitive Verschlechterung, die Stichproben sind jedoch klein und selektiert. Die Sicherheit muss daher unter Berücksichtigung von Operationsrisiko, Stimulationseffekten, Krankheitsprogression und langfristiger Exposition gegenüber dem Gerät interpretiert werden.

Aktueller Forschungsstand und Perspektiven

Die wichtigste Herausforderung besteht darin, zu bestimmen, wer ansprechen wird und wo stimuliert werden soll. Connectomisches Targeting nutzt Traktographie und Konnektivität, um Kontakte auszuwählen, die bestimmte frontolimbische Faserbahnen erfassen; Closed-Loop-Ansätze suchen nach neurophysiologischen Signalen, die eine adaptive Stimulation ermöglichen. Diese Methoden sollen die Heterogenität verringern, die frühe Studien mit relativ einheitlichen anatomischen Koordinaten begrenzt hat.

Eine weitere Priorität ist, den Effekt von Operation, Erwartungen und intensiver Überwachung vom spezifischen Effekt der Stimulation zu trennen. Studien mit ausreichend langen kontrollierten Phasen, gemeinsamen Auswahlkriterien und funktionellen Outcomes zusätzlich zu Symptomskalen sind vor einem routinemäßigen klinischen Einsatz unverzichtbar.

DBS besitzt heute daher vor allem wissenschaftlichen und translationalen Forschungswert. Bei Patienten mit therapieresistenter Depression, die mit EKT, rTMS, VNS, Ketamin/Esketamin oder pharmakologischen Strategien behandelbar ist, müssen diese Optionen entsprechend ihrem Evidenzniveau vor einem experimentellen intrakraniellen Verfahren erwogen werden.

Neuere Forschung versucht, das Modell eines für alle gleichen anatomischen Targets zu überwinden. Connectomische Ansätze versuchen, die tatsächlich am depressiven Netzwerk beteiligten Faserbahnen zu identifizieren, während chronische neuronale Ableitungen und physiologische Biomarker künftig eine stärker individualisierte Programmierung oder adaptive Systeme ermöglichen könnten. Diese Strategien sind vielversprechend, haben aber noch keinen validierten klinischen Standard hervorgebracht. Vor einem Routineeinsatz sind größere kontrollierte Studien, einheitliche Definitionen von Therapieresistenz, glaubwürdige Sham-Verfahren und Langzeitdaten zu Wirksamkeit, Sicherheit und Kosten erforderlich. Derzeit muss DBS bei Depression daher hoch spezialisierten Forschungsprotokollen und einer außergewöhnlich strengen Patientenselektion vorbehalten bleiben.