E-MailSucheenglishdeutschTwitterYouTube

Logo

 

Forschungsgruppe des Stipendiaten Dr. Nils Kroemer veröffentlicht Studienergebnisse zur Vagusnervstimulation.

 
 

Als größter Hirnnerv übermittelt der Vagusnerv unter anderem Informationen von den inneren Organen an das zentrale Nervensystem. Deshalb übernimmt er eine Schlüsselfunktion im menschlichen Motivationsverhalten, durch das Aktionen auf physiologische Bedürfnisse abgestimmt werden. So werden wir etwa bei Hunger zum Essen „motiviert“ und „belohnen“ uns mit Nahrung. Mit der gezielten Stimulation des Vagusnervs erhofft man sich effektive Behandlungsmöglichkeiten etwa bei depressiven Erkrankungen, um die Motivation zu beeinflussen. Denn man weiß, dass diese Erkrankungen mit Motivationsmängeln und gestörten Belohnungsfunktionen einhergehen.

Einen entscheidenden Schritt zum besseren Verständnis der Wirkungsweise der Vagusnervstimulation hat nun die Wissenschaftlergruppe um Dr. Nils Kroemer beigetragen, die an der Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie des Universitätsklinikums Tübingen forscht. In einer Studie zur transkutanen Vagusnervstimulation konnten die Wissenschaftler zeigen, dass diese Methode die Motivation, für Belohnungen zu arbeiten, nachweislich steigern kann. Die Studienergebnisse wurden jüngst in der Fachzeitschrift „Nature Communications“ publiziert. Aus diesem Anlass bat die Stiftung Dr. Kroemer, aktuell Stipendiat der Daimler und Benz Stiftung, um ein Interview.

Sie erforschen den Einfluss des Vagusnervs auf das menschliche Motivationsverhalten. Welche Rolle spielt dieser Nerv für unsere Entscheidungen, bestimmte Dinge zu tun oder nicht zu tun?
Diese Frage haben wir uns zu Beginn auch gestellt. Es gibt eine ganze Reihe an Ideen, was der Vagusnerv bei der menschlichen Entscheidungsfindung macht. Wir haben uns zunächst die Tierliteratur als Grundlage genommen. Denn wenn man sich die Humanliteratur anschaut, gibt es dort gar nicht so viel zum Thema Motivation, sondern eher zu Themen wie Regulation der Herzrate oder Emotionswahrnehmung. In den Tierstudien hingegen ist relativ gut belegt, welche Rolle der Vagusnerv bei der Regulation des Energiestoffwechsels spielt. Da konnte in den letzten Jahren sehr überzeugend gezeigt werden, dass über die Rückmeldung, ob sich zum Beispiel gerade Kalorien in meinem Magen befinden oder ob ich vor Kurzem Kalorien aufgenommen habe, der Vagusnerv wesentlich an der Steuerung der Motivation beteiligt ist. Für ein Tier ist es eine große Herausforderung, die Aufnahme von Kalorien so zu steuern, sodass mindestens die Menge, die an Kalorien verbraucht wird, dem Körper auch wieder zugeführt wird. Deswegen ist es sehr wichtig, dass die Motivation Hand in Hand geht mit der Aufnahme von Energie, d. h. von Nahrung.

Am 16. Juli 2020 wurden die Studienergebnisse Ihres Forschungsteams zur Vagusnervstimulation in einem der Top-Wissenschaftsjournale, in „Nature Communications“, publiziert. Was war das Ziel dieser Studie?
Wir wollten feststellen, ob wir die Vagusnervstimulation einsetzen können, um die Motivation zu beeinflussen. Das Ziel ist, einerseits zu verstehen, was der Körper normalerweise macht, um die Motivation hoch und runter zu regulieren und andererseits, wie man dies eventuell für eine Therapie nutzbar machen kann. Denn wir wissen, dass bei der depressiven Erkrankung die Rückmeldung zwischen den peripheren Organen und dem Gehirn gestört ist, was auch zu Veränderungen im Stoffwechsel führt. Deswegen war uns wichtig, einerseits den Mechanismus zu verstehen und andererseits zu schauen, ob sich dieser auch für die Therapie eignen würde.

Wie funktioniert die Vagusnervstimulation für einen Patienten in der Praxis?
Früher hat man Stimulationsgeräte implantiert und einen Nervenast zervikal, d. h. über den Hals, stimuliert. Nun gibt es seit einiger Zeit nicht-invasive Stimulationsgeräte, die am Ohr platziert werden können. Durch das Ohr verläuft ein Ast des Vagusnervs, der sogenannte aurikulare Ast. Dieser lässt sich mit einer normalen Elektrode so stimulieren, dass man auch Hirnsignale beeinflussen kann. Da die invasive Stimulation eine Operation nötig macht, erscheint die nicht-invasive Methode natürlich sehr attraktiv. Man könnte sie bei einer viel größeren Zielgruppe einsetzen, auch zur Unterstützung einer aktuellen Therapie.

Macht es einen Unterschied, ob man die Vagusnervstimulation bei Männern oder Frauen einsetzt?
Das ist eine sehr gute Frage. In der Studie zur Motivation haben wir erstmal keine wesentlichen Unterschiede in den Effekten bei Männern und Frauen festgestellt. Es gibt vermutlich Parameter, bei denen sich die Stimulation zwischen Männern und Frauen unterscheidet. Um genauere Aussagen treffen zu können, brauchen wir noch größere Stichproben. Deshalb sammeln wir gerade noch weitere Daten. Aber aktuell sieht es so aus, als wäre diese Motivationskomponente – d.h. wieviel bin ich bereit, an Aufwand zu investieren? – weniger unterschiedlich zwischen Männern und Frauen. Eventuell die Belohnungslernkomponente könnte Unterschiede aufweisen.

Sie sind seit 2020 Stipendiat der Daimler und Benz Stiftung. Was ist Ihr konkretes Forschungsziel während der zweijährigen Förderphase?
In der vorliegenden Studie haben wir bearbeitet, inwiefern es einen Unterschied macht, ob wir die Stimulation einsetzen, wenn wir über einen längeren Zeitraum keine Nahrung zuführen. Im Rahmen dieses Stipendiums wollen wir uns noch einer weiteren Frage zuwenden: Gibt es vielleicht sogar einen besseren Zustand für die Stimulation, also wenn man weder satt noch hungrig ist? Wenn wir hungrig sind, sind wir ohnehin sehr motiviert, auch für Belohnungen zu arbeiten. Das haben wir mit der vorliegenden Studie identifiziert. Nun haben wir in einer aktuell laufenden Studie bei depressiven Patienten einen Zustand gewählt, der weder hungrig noch satt ist. Wir denken, dass wir den Stimulationseffekt dann sogar eher verstärken könnten. Das wollen wir jetzt direkt untersuchen. Dann wollen wir natürlich auch schauen, inwiefern das nicht nur für psychische Störungen relevant ist, sondern auch für metabolische Störungen, gerade bei Adipositas.

Wären in Zukunft auch Szenarien denkbar, in denen die Vagusnervstimulation zu Manipulationszwecken missbraucht werden könnte? Könnten mit dieser Methode auch „Bauchgefühle auf Knopfdruck“ erzeugt werden, die unser Verhalten in bestimmte Richtungen ganz gezielt beeinflussen?
Das ist natürlich das, was wir uns für eine Therapie wünschen, was aber gleichzeitig immer auch zu ethischen Fragen führt. Diese sind schwierig für uns als Forscher, die versuchen wollen, diese Methode für die Therapie nutzbar zu machen. Bei allem, was prinzipiell nutzbar ist für die Therapie, könnte man sich natürlich auch überlegen, wie das jemand einsetzen könnte, der diese Therapie eigentlich gar nicht nötig hat. Könnte man zum Beispiel die Vagusnervstimulation einsetzen, damit wir etwas mögen, was wir sonst nicht gemocht hätten oder damit wir plötzlich für etwas arbeiten, was wir eigentlich gar nicht wollen? Das können wir aktuell nicht beantworten. Wir können sagen, dass wir scheinbar dann bereit sind, mehr Aufwand zu investieren, gerade für Belohnungen, die wir eigentlich gar nicht so gerne haben wollen. Das ist etwas, was wir uns bei Depressionsbehandlungen wünschen. Aber natürlich könnte ich mir auch Szenarien vorstellen, in denen das für die Person auch unangenehm sein könnte. Setzen dann vielleicht Arbeitgeber diese Methode ein, um Arbeitnehmer produktiver zu machen? Gegenüber dieser Frage sollten wir nicht blind sein als Forscher, aber am Ende geht es um die Regulation, wo man die Vagusnervstimulation einsetzen darf. Wir würden den weitreichenden Einsatz nicht unbedingt empfehlen.

Aktuell sind die Effekte allerdings nicht so, dass man sich Sorgen machen müsste, dass man zu etwas gebracht wird, was man ganz und gar nicht machen möchte. Die Vagusnervstimulation ist kein Wunderding. Aber wir wollen natürlich versuchen, die Effektstärke zu steigern, um sie möglichst klinisch nutzbar zu machen.

Zum Schluss eine Frage aus aktuellem Anlass: In Ihrer wissenschaftlichen Arbeit sind Sie bestimmt auch von den Einschränkungen betroffen, die mit der Corona-Pandemie einhergehen. Wie machen sich diese bemerkbar und wie gehen Sie damit um?
Es wurden dadurch natürlich all unsere Zeitpläne zunichtegemacht. Wir führen aktuell noch eine Studie mit depressiven Patienten durch, die mussten wir für über drei Monate pausieren. Auch andere Studien mit Patienten, die unter Binge-Eating-Disorder, einer bestimmten Form der Essstörung leiden, mussten wir lange pausieren. Weil das eine nicht so häufige Erkrankung ist, ist es auch gar nicht so einfach, auf die notwendigen Fallzahlen zu kommen. Wir haben Projekte, die in der Laufzeit begrenzt und gleichzeitig in ihrem Arbeitsplan ambitioniert sind. Tendenziell sind diese eher unterfinanziert. Wenn dann noch wie jetzt die Corona-Pandemie dazwischenkommt, ist es ganz schwer, den zeitlichen Verlust aufzufangen. Die einzige Möglichkeit ist, darauf zurückzugreifen, was und wer uns verfügbar ist. So sind es häufig Studenten, die in den Projekten mitarbeiten und dort auch gut eingewiesen werden. Diese müssen richtig mit anpacken, um die verloren gegangene Zeit irgendwie auszugleichen. Tatsächlich hat uns die parallele Projektförderung der Daimler und Benz Stiftung jetzt geholfen, dass wir nun eine zusätzliche Hilfskraft beschäftigen können. Für die Unikliniken entsteht ein zusätzliches Problem durch das Wegbrechen der Einnahmenseite. Wir wissen nicht, ob nochmal eine Pause nötig ist. Wir wissen nur, dass die Kosten in den Projekten erstmal weiterlaufen. Die Mitarbeiter sind ja beschäftigt. Schließlich können wir nicht sagen, ob uns am Ende zugute gehalten wird, dass es externe Umstände waren, die zu den Verzögerungen geführt haben.

Dr. Nils Kroemer studierte Psychologie an der Technischen Universität Chemnitz. Anschließend promovierte er 2013 an der Technischen Universität Dresden mit der Arbeit „Im Angesicht von Nahrung: Die Neuromodulation der Reaktivität auf Essensbilder“, welche mit dem Werner-Straub-Preis von der Fakultät Psychologie ausgezeichnet wurde. Nach Postdoktorandengruppen an der Yale University und der TU Dresden leitet er seit 2017 eine Nachwuchsgruppe zur Neurowissenschaft von Motivation, Handlungen und Verlangen an der Universität Tübingen.

Die Studienergebnisse zur Vagusnervstimulation sind als Open-Access-Publikation verfügbar:
Neuser, M.P., Teckentrup, V., Kühnel, A., Hallschmid, M., Walter, M., Kroemer, N.B. (2020) Vagus nerve stimulation increases the drive to work for rewards. Nature Communications, 11: 3555.

Weitere Informationen:
www.neuromadlab.com


Die transkutane Vagusnervstimulation in der Praxis
© neuromadlab