Wissenschaftler identifizieren die Gehirnzellen, die für die schnellen antidepressiven Wirkungen von TMS verantwortlich sind

Depression betrifft weltweit Hunderte von Millionen Menschen, und viele Patienten sprechen nicht auf herkömmliche Antidepressiva an. Die repetitive transkranielle Magnetstimulation hat sich als wirksame Alternative etabliert, wobei beschleunigte Protokolle wie aiTBS antidepressive Effekte innerhalb von Tagen statt Wochen erzeugen. Der biologische Mechanismus hinter diesen raschen Effekten war jedoch bislang kaum verstanden, was eine weitere Optimierung der Therapie erschwert.

Forscher an der UCLA entwickelten ein Mausmodell der rTMS, das das klinische aiTBS-Protokoll möglichst genau nachbildet, und setzten chronisch gestresste Mäuse – die depressionähnliche Verhaltensdefizite aufweisen – dieser Behandlung aus. Mithilfe der Faserphotomet­rie, einer Methode zur Echtzeitmessung der neuronalen Aktivität in spezifischen Zelltypen, verfolgte das Team zwei Populationen von Neuronen im präfrontalen Kortex: intratelenzephale (IT) Neuronen, die innerhalb des Kortex verbunden sind, und Pyramidenbahn-(PT-)Neuronen, die zu subkortikalen Zielstrukturen projizieren.

Die wichtigste Erkenntnis war eine auffällige Divergenz zwischen diesen beiden Neuronentypen. Während und nach aiTBS zeigten IT-Neuronen eine dauerhaft erhöhte Aktivität, PT-Neuronen hingegen nicht. Strukturanalysen bestätigten, dass aiTBS den stressbedingten Verlust dendritischer Dornen – der physischen Verbindungspunkte zwischen Neuronen – spezifisch in IT-Neuronen umkehrte. In PT-Neuronen wurde keine vergleichbare Erholung beobachtet.

Zur Überprüfung der Kausalität setzten die Forscher Chemogenetik ein, um IT- oder PT-Neuronen während der rTMS-Sitzungen selektiv zu inhibieren. Die Blockade der IT-Neuron-Aktivität hob die antidepressionsähnlichen Verhaltenseffekte von aiTBS vollständig auf, während die Blockade der PT-Neuronen keinen solchen Einfluss hatte. Dies belegt, dass IT-Neuronen nicht bloß passive Beobachter, sondern essentielle Vermittler des therapeutischen Effekts sind.

Für Kliniker und Forscher bieten diese Erkenntnisse ein klar definiertes zelluläres Ziel zur Verbesserung von Hirnstimulationstherapien. Zukünftige Interventionen könnten gezielt darauf ausgelegt werden, IT-Neuronenschaltkreise anzusprechen, was potenziell die Ansprechraten verbessern und die Behandlungsdauer verkürzen könnte. Zu den Einschränkungen zählen der Mausmodell-Kontext sowie der Umstand, dass nur ein Abstract der Daten vorliegt.