Welche Regionen arbeiten zusammen? Was verändert sich, wenn wir eine davon stimulieren? Und hängt die Antwort vom Zeitpunkt ab? Unsere Methoden verbinden diese drei Fragen.
In der Tik Group in Wien kombinieren wir transkranielle Magnetstimulation (TMS) mit funktioneller Magnetresonanztomographie (fMRT). Die Bildgebung hilft bei der individuellen Zielwahl; die Stimulation prüft, wie ein Netzwerk auf einen Eingriff reagiert.
Drei Zugänge zu einer Netzwerkfrage
Beobachten: funktionelle Konnektivität
Ruhe-fMRT misst, wie BOLD-Signale verschiedener Hirnregionen gemeinsam schwanken. Diese statistischen Beziehungen helfen, Netzwerke und mögliche Stimulationsziele zu identifizieren. Eine Korrelation allein zeigt nicht, welche Region eine andere beeinflusst.
Stimulieren: simultane TMS-fMRT
Wir stimulieren ein kortikales Ziel während einer fMRT-Messung. Der Vergleich von Stimulationsbedingungen zeigt lokale und entfernte BOLD-Antworten. Bei interleaved TMS-fMRT werden Pulse und Bildaufnahme zeitlich aufeinander abgestimmt, um gegenseitige Störungen zu verringern.
Zeitpunkt variieren: chronometrische TMS-fMRT
Wir variieren den Stimulationszeitpunkt relativ zu einer Aufgabe, etwa beim Benennen eines Bildes oder beim Behalten von Information im Arbeitsgedächtnis. So prüfen wir, wann ein Eingriff Verhalten und Netzwerkantwort verändert. Die Intervention ist millisekundengenau; das BOLD-Signal entwickelt sich weiterhin über Sekunden.
Wo möchtest du einsteigen?
Vom Zielort zum aussagekräftigen Experiment
Ein gutes Experiment unterscheidet zwischen wo stimuliert werden soll und was die Stimulation verändert. Strukturelle MRT, Aufgabenaktivierungen und funktionelle Konnektivität können die Zielwahl unterstützen. Neuronavigation hilft, die geplante Position wiederzufinden; elektrische Feldmodelle schätzen, wie Anatomie und Stimulationsgeometrie das angelegte Feld beeinflussen.
Anschließend vergleichen wir Antworten zwischen Zielorten, Intensitäten oder Aufgabenphasen. Passende Kontrollbedingungen sind entscheidend: Auch das Geräusch und die Empfindung an der Kopfhaut können Hirnantworten auslösen. Bewegung, Bildartefakte und physiologische Schwankungen müssen bei der Interpretation berücksichtigt werden.
Häufige Fragen
Ist fMRT-gestützte TMS dasselbe wie simultane TMS-fMRT?
Nein. MRT-gestützte TMS verwendet Bilder zur Auswahl oder Navigation eines Zielorts; die Stimulation kann außerhalb des Scanners stattfinden. Simultane TMS-fMRT misst die Hirnantwort während des Stimulationsexperiments. Beide Ansätze lassen sich verbinden.
Zeigt TMS-fMRT die Weiterleitung im Gehirn in Echtzeit?
Sie kartiert hämodynamische Antworten auf eine präzise zeitlich gesteuerte Intervention. Einzelne neuronale Impulse auf ihrem Weg zwischen Regionen werden dabei nicht gefilmt. Durch Variation des Pulszeitpunkts lassen sich dennoch zeitliche Hypothesen prüfen.
Wurde eine tiefe Region mit BOLD-Antwort direkt stimuliert?
Nicht unbedingt. Die Stimulation eines kortikalen Ziels kann verbundene Regionen beeinflussen. Eine entfernte BOLD-Antwort muss zusammen mit Zielort, Kontrollbedingungen und Netzwerkanatomie interpretiert werden.
Belegt Target Engagement einen klinischen Nutzen?
Target Engagement fragt, ob die Stimulation das beabsichtigte Hirnsystem beeinflusst. Klinischer Nutzen fragt, ob sich Symptome oder Alltagsfunktionen verbessern. Um beides zu verbinden, braucht es Studien, die beide Ebenen messen.
Methodenliteratur und praktische Orientierung
Unsere Gruppe wirkte an den Konsensusleitlinien zur simultanen TMS-fMRT mit (Woolgar et al., Nature Protocols, 2026; online 2025). Zum Versuchsaufbau und Umgang mit Artefakten siehe auch den praktischen Leitfaden von Riddle et al. (2022).
Sprachproduktionsstudie: Publikation und Zitation · Mit uns in Wien forschen →