Jedes Jahr am 12. September findet der Europäische Kopfschmerz- und Migränetag statt. Mit ihm machen die European Migraine & Headache Alliance (EMHA) sowie zahlreiche nationale Vereinigungen auf Kopfschmerzerkrankungen, Versorgungsdefizite und Prävention aufmerksam. In der Universitätsmedizin Würzburg laufen verschiedene Studien zur verbesserten Diagnostik und Behandlung der Migräne. 

Würzburg. Obwohl Kopfschmerzerkrankungen zu den häufigsten neurologischen Erkrankungen gehören, werden sie in der Öffentlichkeit nicht als ernsthaft wahrgenommen, da sie meist nur episodisch auftreten, nicht ansteckend sind und in der Regel nicht zum Tod führen. Doch Kopfschmerzen sind nicht nur schmerzhaft, sie können auch das Familien-, Sozial- und Berufsleben beeinträchtigen.* Laut einer Studie des Robert Koch Instituts ist jeder zweite Bundesbürger mindestens einmal im Jahr von Kopfschmerzen betroffen. 14,8 % der Frauen und 6,0 % der Männer erfüllen die kompletten Kriterien für Migräne. 10,3 % der Frauen und 6,5 % der Männer sind von Spannungskopfschmerzen betroffen.

Kopfschmerzen werden in Umfang und Ausmaß der Belastung oft unterschätzt 

Der European Migraine & Headache Alliance (EMHA) zufolge ist die Migräne die dritthäufigste Krankheit der Welt; etwa eine von sieben Personen leidet unter Migräne, die ihren Alltag und ihre Lebensqualität auch über die reine Zeit der Attacken hinaus stark einschränkt**. Doch warum kennen wir so wenige Betroffene? „Weil Kopfschmerzerkrankungen in ganz Europa nach wie vor zu wenig diagnostiziert und behandelt werden. Viele Betroffenen leiden leise, schätzungsweise jeder zweite behandelt sich selbst, statt professionelle Hilfe in Anspruch zu nehmen“, weiß Prof. Dr. Claudia Sommer, leitende Oberärztin in der Neurologischen Klinik und Poliklinik am Universitätsklinikum Würzburg (UKW) und Leiterin des Projekts „Approach and avoidance behaviour in pain management“ im von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Graduiertenkolleg 2660. Mit dem Europäischen Kopfschmerz- und Migränetag will die EMHA das Bewusstsein für diese unterschätzte Krankheit schärfen. Das UKW nimmt diesen Tag zum Anlass, um über seine Migräneforschung zu berichten. 

Claudia Sommer leitet gemeinsam mit Andrea Kübler, Professorin für Psychologie an der Universität Würzburg, derzeit drei ineinandergreifende Studien, um die Diagnose und Therapie von Migräne zu verbessern. Zum einen wollen die beiden Forscherinnen, die im Research.com-Ranking unter den besten 100 Wissenschaftlerinnen in Deutschland und unter den besten 1.000 weltweit gelistet sind, die Pathophysiologie der Migräne besser verstehen, also wie der Körper unter den krankhaften Veränderungen abweichend funktioniert und welche Funktionsmechanismen zur krankhaften Veränderung führen. Zum anderen erproben sie mit ihren Teams neue Ansätze zum Umgang mit Migränetriggern, also Auslösern von Attacken. „Dem adäquaten Triggermanagement kommt großes Potential in der Verbesserung des Lebens von Menschen mit Migräne zu“, betont Claudia Sommer.

Stress, Dehydrierung und der Menstruationszyklus als häufigste Trigger von Migräneattacken

So wurden in einer Fragebogenstudie mit bislang insgesamt 432 Migränepatientinnen und -patienten Stress, Dehydrierung und der Menstruationszyklus als häufigste Trigger von Attacken identifiziert, wovon allerdings nicht alle gut vermieden werden können. Auch zeigten sich Korrelationen von Triggersensitivität mit Markern für schlechtere Lebensqualität. Vorläufige Daten wurden auf dem World Congress on Pain 2022 im kanadischen Toronto veröffentlicht. 

Verbesserte Probenentnahme und Messung des CGRP-Spiegels bei Migränepatienten

In einer weiteren Studie steht das Calcitonin Gene-Related Peptide (CGRP) im Fokus. „Migräne gilt als eine neuronale Erregbarkeitsstörung, bei der das trigeminovaskuläre System, also das Zusammenspiel von Nerven und Blutgefäßen in den Hirnhäuten, eine Schlüsselrolle zu spielen scheinen“, erläutert Morgane Paternoster, Doktorandin in der Würzburger Neurologie. Bekannt ist, dass der Beginn eines Migräneanfalls mit einem Anstieg entzündungsfördernder Moleküle und Neuropeptide verbunden ist, darunter das CGRP. Das aus 37 Aminosäuren bestehende Neuropeptid zählt zu den stärksten gefäßerweiternden Substanzen, den so genannten Vasodilatatoren. Wenn also die durch äußere und innere Stimuli getriggerten Nerven vermehrt CGRP freisetzen, wird das trigeminovaskuläre System aktiviert. 

Für die neurobiologische Charakterisierung einer Migräne wurden bislang in der Neurologischen Klinik am UKW die CGRP-Spiegel von 136 Patientinnen und Patienten mit und ohne Migräne untersucht und verglichen. Um die zuverlässigste Methode zur Probenentnahme und -messung des CGRP-Spiegels festzulegen wurde von allen Teilnehmenden Blut, Tränenflüssigkeit und Speichel gesammelt. „Eventuell könnten im Zuge einer personalisierten Medizin anhand der CGRP-Spiegel Vorhersagen über das Ansprechen des einzelnen Patienten auf CGRP-Hemmer getroffen werden. Neueste Publikationen zeigen diesbezüglich vielversprechende Ergebnisse“, kommentiert Morgane Paternoster. Erste Ergebnisse der Würzburger CGRP-Kohorte werden im November 2023 auf dem Society for Neuroscience Kongress im US-amerikanischen Washington D.C. präsentiert.

Neurofeedback für bewusstes und ausgeglichenes Verhalten zu Auslösern 

In der dritten Studie untersucht das interdisziplinäre Team den möglichen Einsatz von Neurofeedback zur Unterstützung der Migränebehandlung. „Da viele Betroffene bestimmte Trigger ihrer Migräne identifizieren können, ist der Umgang mit diesen Auslösern ein vielversprechender Ansatz für eine solche Unterstützung“, erklärt Morgane Paternoster. Zu diesem Zweck finden in Kooperation mit der Universität Würzburg hochauflösende EEG-Messungen an je 30 Personen mit und ohne Migräne statt. Während der Messung der Gehirnaktivität mit 128 Elektroden werden die Studienteilnehmenden mit bestimmten Triggern konfrontiert und daraufhin vor Verhaltensentscheidungen gestellt. „Hierdurch möchten wir die Gehirnprozesse identifizieren, die am Vermeidungsverhalten von Menschen mit Migräne beteiligt sind, und das beste Stimulationsziel für eine Neurofeedback-Modulation auswählen. Dadurch sollen die Betroffenen ein ausgeglichenes und bewusstes Verhalten zu den individuellen Auslösern ihrer Migräne erlangen. Zusätzlich soll eine objektive Messmethode zur Ermittlung des Vermeidungsverhaltens von Menschen mit Migräne etabliert werden“, beschreibt Sebastian Evers, ebenfalls Doktorand in der Arbeitsgruppe von Claudia Sommer, die Ziele der Studie. 

Die ersten Ergebnisse werden Ende des Jahres erwartet, auf deren Grundlage die ersten Neurofeedback-Sitzungen in der Mitte nächsten Jahres gestartet werden sollen.

Weitere Studienteilnehmende werden gesucht 

Das Team von Prof. Dr. Sommer ist immer auf der Suche nach neuen Studienteilnehmenden, die an Migräne leiden und die Diagnostik und Behandlung verbessern möchten. Betroffene können sich bei Interesse und für weitere Informationen gerne bei Morgane Paternoster und Sebastian Evers melden: Paternoste_M@ ukw.de oder Evers_S@ ukw.de. Weitere Informationen: https://ls1.psychologie.uni-wuerzburg.de/so/mig/

Typische Kopfschmerzerkrankungen

Kopfschmerzen können durch eine lebensbedrohliche Erkrankung wie etwa ein Hirntumor verursacht werden. In den meisten Fällen handelt es sich bei Kopfschmerzerkrankungen jedoch um eine gutartige, nicht lebensbedrohliche Erkrankung, die allerdings mit einem hohen Leidensdruck einhergeht. 
Die häufigsten Kopfschmerzerkrankungen sind Migräne und Spannungskopfschmerz. Während der dumpf, ziehende und beidseitig vorkommende Spannungskopfschmerz oft als normaler Kopfschmerz wahrgenommen wird, ist die Migräne mit Übelkeit und/oder Erbrechen sowie einer Überempfindlichkeit gegenüber Licht und Geräuschen verbunden. Charakteristisch für die Migräne ist ein pulsierender oder pochender, einseitiger Schmerz, der durch körperliche Aktivität verstärkt wird. Bei einer Migräne mit einer so genannten Aura kommen noch Flimmern oder Blitzen vor den Augen sowie Schwäche, Lähmung oder Taubheitsgefühl eines Armes oder Beines oder Sprachstörungen hinzu. Ferner gibt es das Syndrom des chronischen täglichen Kopfschmerzes sowie die eher seltenen Erkrankungen Clusterkopfschmerz und Trigeminusneuralgie.

Gelegentliche Kopfschmerzen sind in der Regel harmlos und verschwinden oft schon mit einem Spaziergang an der frischen Luft, ausreichend Schlaf und Flüssigkeitszufuhr oder einer einzelnen Tablette. Treten starke Kopfschmerzen jedoch gehäuft auf, sollte ein Arzt oder eine Ärztin konsultiert werden, bei plötzlichen und extrem starken Kopfschmerzen ist der Notarzt zu rufen. 

* Nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation (WHO) gehört allein die Migräne zu den zehn häufigsten Ursachen für Arbeitsunfähigkeit und betrifft 12-15 % der Bevölkerung. Die verlorenen Arbeitstage und Produktivitätseinbußen kosten die europäische Wirtschaft jährlich 27 Milliarden Euro (Cost of Brain Disorders in Europe, 2006) 

** Stovner, L. J., Nichols, E., Steiner, T. J., Abd-Allah, F., Abdelalim, A., Al-Raddadi, R. M., Ansha, M. G., Barac, A., Bensenor, I. M., Doan, L. P., Edessa, D., Endres, M., Foreman, K. J., Gankpe, F. G., Gopalkrishna, G., Goulart, A. C., Gupta, R., Hankey, G. J., Hay, S. I., . . . Murray, C. J. L. (2018). Global, regional, and national burden of migraine and tension-type headache, 1990–2016: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2016. The Lancet Neurology, 17(11), 954-976. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/S1474-4422(18)30322-3 
 

Wenn das Schreiben per Hand, Aufschließen der Haustür oder das Führen der Teetasse zum Mund zu einer Zitterpartie wird, kann die Ursache ein so genannter Essentieller Tremor sein. Ein Prozent der Bevölkerung ist von dem unkontrollierten Zittern betroffen, das sich meistens auf Arme und Hände, aber auch auf Beine und Kopf auswirken kann. „Der Essentielle Tremor kann schon in jungen Jahren auftreten und die Betroffenen das ganze Leben lang begleiten beziehungsweise ihren Alltag massiv einschränken“, berichtet Dr. Dr. Sebastian Schreglmann, Neurologe und Neurowissenschaftler am Uniklinikum Würzburg. Häufig werde das Syndrom, das keine Verbindung zu Parkinson hat, vererbt. „Wir wissen aber, dass nicht nur ein Gen dafür verantwortlich ist. Wahrscheinlich kommen mehrere Phänomene zusammen, die noch weitestgehend unverstanden sind.“ Nur etwa die Hälfte der Patientinnen und Patienten erreichen langfristig eine gute Symptomkontrolle mittels medikamentöser Therapie. Für schwere Fälle bietet die Tiefe Hirnstimulation mittels eines implantierten Hirnschrittmachers Abhilfe, viele Patienten scheuen aber die notwendige OP. Sebastian Schreglmann hat mit Kooperationspartnern eine Methode entwickelt, bei der auf das Zittern der Hände abgestimmte Elektroimpulse über Klebeelektroden auf der Kopfhaut das Zittern erfolgreich reduzieren können. Für die im Fachmagazin Nature Communications publizierte Studie wurde er jetzt auf dem Kongress der Deutschen Gesellschaft für Klinische Neurophysiologie und Funktionelle Bildgebung (DGKN) e. V. in Hamburg ausgezeichnet. Den mit insgesamt 4.500 Euro dotierten Nachwuchsförderpreis Klinische Neurophysiologie teilt sich der Wissenschaftler mit zwei weiteren Preisträgern.

Ziel: Therapieansätze bei Essentiellen Tremor und anderen Erkrankungen mit abnormen Oszillationen

Die Jury begründet die Auszeichnung mit dem innovativen Ansatz und einem hohen Nutzen für die Therapie. DGKN-Präsident Prof. Dr Christian Grefkes-Hermann: „Die Einbindung von Echtzeit-Analysen krankhafter Netzwerkmuster in Stimulationsprotokolle ist hoch innovativ und ein vielversprechender Schritt in Richtung einer personalisierten Therapie von Bewegungsstörungen.“

„Die Daten unserer Pilotstudie, in der wir zunächst einmal die prinzipielle Machbarkeit einer nicht-invasiven Stimulation mit Oberflächenelektroden bei Patienten mit Essentiellem Tremor bewiesen haben, sind so gut, dass wir in Folgestudien mittel- und langfristig Effekte der Stimulation untersuchen werden. Ziel ist es, hieraus eine weniger invasive und besser verträgliche klinische Therapie für Menschen mit Tremor zu entwickeln,“ kommentiert Sebastian Schreglmann. Noch in diesem Frühjahr soll in Würzburg nach umfangreichen Vorarbeiten eine entsprechende klinische Folgestudie starten. Parallel hierzu arbeitet Sebastian Schreglmann mit seinem Team an der optimalen Auswahl von Zielpunkt und Stimulationsform und führt zur präklinischen Erprobung in Kooperation mit Kolleginnen und Kollegen an der Berliner Charité komplexe Computersimulationen durch, die es auch erlauben Effekte auf andere Hirnareale abzuschätzen. „Denn die Anwendung des Prinzips der phasen-spezifischen Neurostimulation erscheint prinzipiell auch bei anderen Erkrankungen, die auf fehlgeleitete rhythmische Aktivität im Gehirn basieren, vorstellbar“, so Schreglmann.

Optimale Stimulations-Phase ist für jeden Patienten individuell unterschiedlich

Entscheidend für den Effekt, also für die Reduktion des Zitterns, sei die Phase der Stimulation. „Die Stimulation der Hirnaktivität ist nur wirksam, wenn sie an die Schwingungsphase des Zitterns in Echtzeit angepasst wird“, erklärt der forschende Oberarzt. Daher gilt die DGKN-Auszeichnung auch dem gesamten Studienteam, ohne dem diese Studie nicht möglich gewesen wäre. So hat zum Beispiel Dr. Nir Grossmann aus London für die exakte, angepasste Ansteuerung des Stimulators einen neuartigen mathematischen Algorithmus entwickelt. Die Herausforderung dabei war die Überwindung des Gibbs’schen Phänomens, das die Berechnung der exakten Phase einer Schwingung in Echtzeit bis dato unmöglich gemacht hatte. Die komplexe statistische Signal-Auswertung hat der Mathematiker Dr. Robert Peach mittels maschinellen Lernens ermöglicht. Durch diese Analysen kann vorhergesagt werden, welche Form von Zittern die Stimulation beeinflussen kann, also welcher Patient darauf anspricht, und der zugrundeliegende Mechanismus einer erfolgreichen Stimulation kann ergründet werden.

Bei der Mehrzahl ging das Zittern zurück oder hörte ganz auf

Zum Studienablauf: Um die Bewegungen der zitternden Hand zu messen wurde den Studienteilnehmerinnen und Studienteilnehmern zunächst ein Sensor um den Mittelfinger gelegt. In Abhängigkeit von diesen Messungen wurde das Gehirn über Klebeelektroden, die an der Stirn und über dem Kleinhirn platziert wurden, mit minimalem Wechselstrom 30 Sekunden lang stimuliert. Bei der Mehrzahl der Patientinnen und Patienten ging das Zittern während der randomisiert wiederholten Stimulation zurück oder hörte sogar gänzlich auf. Die Experimente wurden nach dreieinhalb Jahren wiederholt, und auch hier konnten die gleichen Resultate beobachte werden. Ein Video zeigt eindrucksvoll das Nachlassen des Zitterns während der Stimulation (Link zum Video).

„Wir haben damit zwar nicht die Ursache der abnormen Schwingungen gelöst, aber wir haben sie wieder in den Tritt gebracht“, resümiert Schreglmann und wagt einen Blick in die Zukunft: „Der schlussendlich gefundene Algorithmus ist so elegant, dass für seine Anwendung nur eine vergleichsweise geringe Rechenleistung nötig ist. Für die Vision eines nicht-invasiven Hirnschrittmachers ist dies ein wesentlicher Punkt. Denn dadurch könnte ein kleiner, zum Beispiel am Gürtel zu tragender Controller zur Steuerung ausreichen, um phasen-spezifisch zu stimulieren und so das Signalverhalten involvierter Neuronengruppen zu modulieren und letztlich Symptome zu lindern.“

Zahlreiche Krankenhäuser beteiligt

Am Neurovaskulären Netzwerk Unterfranken beteiligen sich das Klinikum Aschaffenburg-Alzenau, das Caritas-Krankenhaus Bad Mergentheim, das Rhön-Klinikum – Campus Bad Neustadt, das Helios-Klinikum Erlenbach, die Klinik Kitzinger Land, das Klinikum Main-Spessart Lohr, die Main-Klinik Ochsenfurt, das Leopoldina-Krankenhaus Schweinfurt, die Rotkreuzklinik Wertheim, das Klinikum Würzburg Mitte und das UKW.

Die enge Zusammenarbeit der Fachdisziplinen Neurologie, Neurochirurgie, Neuroradiologie, Kardiologie, Anästhesiologie und Gefäßchirurgie basiert auf der etablierten Zusammenarbeit im Telemedizinnetzwerk TRANSIT-Stroke, dem ein Großteil der am Neurovaskulären Netzwerk Unterfranken beteiligten Kliniken angehören.

Prof. Dr. Karl Georg Häusler zum Netzwerk-Sprecher gewählt

Im Rahmen der konstituierenden Sitzung wurde Prof. Dr. Karl Georg Häusleraus der Neurologische Klinik und Poliklinik des UKW (Direktor: Prof. Dr. Jens Volkmann) zum Sprecher des Neurovaskulären Netzwerks Unterfranken gewählt. Er soll dessen Arbeit in den nächsten drei Jahren koordinieren. In der Sitzung wurde vorgeschlagen, dass die Koordination der Netzwerkarbeit im Anschluss durch das Rhön-Klinikum – Campus Bad Neustadt erfolgen soll.

Arbeitsschwerpunkte des Neurovaskulären Netzwerks

Neben regelmäßigen Treffen zum fachlichen Austausch und zur Qualitätssicherung soll eine gemeinsame Behandlungsleitlinie für neurovaskuläre Erkrankungen implementiert werden, um die Patientenversorgung in Unterfranken und in angrenzenden Regionen Baden-Württembergs durch eine bestmögliche interhospitale Kooperation zu optimieren. Eine weitere Vertiefung der Zusammenarbeit mit außerklinischen Partnern wird im Rahmen des Neurovaskulären Netzwerks angestrebt – von den Erstversorgern bis hin zu den Ärztlichen Leitern des Rettungsdienstes in der Region. In Zusammenarbeit mit dem Institut für Klinische Epidemiologie und Biometrie (IKE-B) der Julius-Maximilians-Universität Würzburg (Vorstand: Prof. Dr. Peter U. Heuschmann) werden Ärztinnen und Ärzte der beteiligten Netzwerk-Kliniken zudem wissenschaftliche Fragestellungen bearbeiten.

Zertifizierung durch die Deutsche Schlaganfall-Gesellschaft geplant

Noch im Jahr 2023 soll eine Zertifizierung des Neurovaskulären Netzwerks Unterfranken durch die Deutsche Schlaganfall-Gesellschaft beantragt werden, die seit 2018 Neurovaskuläre Netzwerke bundesweit zertifiziert.

Planet Wissen ist eine Informations- und Bildungssendung, die von WDR, SWR und ARD-alpha produziert wird. In der Folge vom 1. April dieses Jahres geht es um das Leben des Fernsehmoderators Frank Elstner mit seiner Parkinson-Erkrankung. In der Sendung mit dabei ist Prof. Dr. Jens Volkmann. Der Direktor der Neulogischen Klinik des Uniklinikums Würzburg gilt als bundesweit renommierter Experte für diese Krankheit des zentralen Nervensystems. Große öffentliche Aufmerksamkeit erfuhr unlängst das von Prof. Volkmann und Frank Elstner gemeinsam verfasste Buch „Dann zitter ich halt“.

Zu sehen ist die Ausgabe von Planet Wissen am 1. April in WDR und SWR von 10:55 bis 11:55 Uhr sowie bei ARD-alpha zwischen 18:15 und 19:15 Uhr. Danach kann sie unter www.planet-wissen.de auch online abgerufen werden.

„Die Rolle des Frontalkortex auf Verhaltensplanung (ROFKO)“ – so heißt eine aktuelle Studie am Zentrum für Psychische Gesundheit des Uniklinikums Würzburg (UKW). Durchgeführt wird sie von der Arbeitsgruppe „Experimentelle Neurowissenschaften in der Entwicklungspsychiatrie“ in Kooperation mit der Neuroradiologie und Neurologie des UKW. Der Arbeitsgruppenleiter, Prof. Dr. Lorenz Deserno, erläutert: „In der Studie untersuchen wir die Bedeutung einer bestimmten Hirnregion – des ventro-medialen präfrontalen Kortex – für die Fähigkeit, aus positiven und negativen Rückmeldungen zu lernen und Entscheidungen zu treffen. Dabei kombinieren wir Methoden der computationalen Neurowissenschaften mit modernen Bildgebungsverfahren, wodurch wir Zusammenhänge in Verhalten und Gehirnfunktion entdecken können, die bislang verborgen blieben.“ Studienarzt Dr. Hans-Christoph Aster ergänzt: „Wir erforschen damit die Grundlagen psychiatrischer und neurologischer Erkrankungen, wie beispielsweise ADHS oder Suchterkrankungen. Auf lange Sicht könnten aus diesem Wissen bessere Therapiemöglichkeiten entwickelt werden.“

Einsatz von TMS und fMRT

Aktuell sucht das ROFKO-Forschungsteam noch weitere Studienteilnehmerinnen und -teilnehmer. Sie sollten zwischen 18 und 40 Jahre alt sein sowie Rechtshänderinnen bzw. Rechtshänder. Außerdem müssen sie über gute Deutschkenntnisse verfügen. 

Während der insgesamt 180 bis 210 Minuten dauernden Studiensitzung wird bei ihnen mittels transkranieller Magnetstimulation (TMS) die Aktivität des Frontalkortex für einen kurzen Zeitraum beeinflusst. Anschließend spielen die Teilnehmenden zwei einfache Computerspiele, während gleichzeitig mit funktioneller Magnetresonanztomographie (fMRT) die Aktivierungsmuster des Gehirns erfasst werden. 

Keine Gefährdungen durch die eingesetzten Verfahren 

„Beide Verfahren, TMS und fMRT, werden seit Jahrzehnten klinisch routiniert eingesetzt und gelten auch für die Anwendungen in der Forschung als sicher. Es sind keine langfristigen Gefährdungen oder Risiken bekannt“, betont Dr. Aster. 

Pro Stunde wird eine Vergütung von zehn Euro gezahlt. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, bei den während der Messung absolvierten digitalen Spielen kleinere Geldbeträge zu gewinnen. Last but not least können die Probandinnen und Probanden die MRT-Bilder ihres Gehirns auf Wunsch mit nach Hause nehmen. 

Wer mehr über die Studie erfahren oder sich anmelden möchte, kontaktiert Dr. Aster unter E-Mail: Aster_H@ ukw.de