Brain Stimulation · 2026 · Band 19, Heft 1 · 103010
doi:10.1016/j.brs.2025.103010 · Online veröffentlicht am 18. Dezember 2025
Kurzfassung
Einleitung. Sprachproduktion beruht auf einem verteilten Netzwerk kortikaler Regionen. Die kausale Dynamik innerhalb dieses Systems ist jedoch noch unvollständig verstanden. Transkranielle Magnetstimulation (TMS) bietet die Möglichkeit, Hirnaktivität zu beeinflussen und funktionelle Beiträge zum Verhalten zu untersuchen. Unklar ist dabei, wie zeitlich spezifisch diese Effekte sind und wie der Stimulationszeitpunkt während der Sprachproduktion Verhalten und Hirnaktivität beeinflusst.
Material und Methoden. Wir entwickelten ein chronometrisches interleaved TMS-fMRT-Paradigma, um während einer lauten Objektbenennungsaufgabe TMS anzuwenden und gleichzeitig BOLD-Antworten im gesamten Gehirn aufzuzeichnen. Der linke Gyrus temporalis superior (STG) wurde zu zwei aufgabenrelevanten Zeitpunkten stimuliert: während früher konzeptueller Verarbeitung und während nachfolgender linguistischer Verarbeitung. Aufgabenbezogene BOLD-Aktivierungsmuster wurden zwischen den Bedingungen verglichen.
Ergebnisse. Stimulation während linguistischer Verarbeitung löste außerhalb des Scanners zuverlässig Speech Arrest aus und war mit erhöhter Aktivierung in zentralen Sprachregionen, darunter dem Gyrus frontalis inferior (IFG) und dem STG, verbunden. Stimulation während früher konzeptueller Verarbeitung hatte dagegen geringe Auswirkungen auf die Hirnaktivierung. Die Ergebnisse sprechen dafür, dass TMS-bedingte Sprachunterbrechungen durch eine vom Aufgabenzustand abhängige Überaktivierung vermittelt werden.
Schlussfolgerung. Unsere Ergebnisse stellen die klassische Vorstellung von TMS als „virtueller Läsion“ infrage und zeigen, dass Stimulation Hirnaktivität zustandsabhängig verstärken kann. Die Arbeit stellt einen methodischen Rahmen für die zeitlich präzise kausale Untersuchung von Sprachnetzwerken vor und unterstreicht die Bedeutung des kognitiven Zustands für die Hirnantwort auf Stimulation.
Drei zentrale Ergebnisse
- Der Zeitpunkt zählt. Bei gleicher Zielregion und gleichem Pulszug veränderte der Beginn der Stimulation bei 0 oder 200 ms nach Bildbeginn die Antwort des Sprachnetzwerks.
- Die Antwort reicht über die Zielregion hinaus. Im direkten Vergleich führte der spätere TMS-Beginn zu stärkeren BOLD-Antworten im Gyrus frontalis inferior, im medialen präfrontalen Kortex und im Thalamus.
- Speech Arrest bedeutet nicht zwangsläufig lokale Hemmung. Die Ergebnisse stützen eine zustandsabhängige Netzwerkerklärung und stellen eine rein hemmende Interpretation von TMS als „virtueller Läsion“ infrage.
Untersucht wurden 20 gesunde Teilnehmende. Sprachreaktionen wurden in einem separaten Experiment außerhalb des Scanners aufgezeichnet; während der TMS-fMRT gab es keine gleichzeitige Sprachaufzeichnung.
Der Zeitpunkt verändert die Netzwerkantwort
Diese Arbeit zitieren
Vasileiadi M, Schuler A-L, Woletz M, Witz V, Grosshagauer S, Coetzee J, Tik M. Chronometric interleaved TMS-fMRI shows state-dependent network effects underlying speech production. Brain Stimulation. 2026;19(1):103010. doi:10.1016/j.brs.2025.103010.
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