WO2001078833A1 - Method, device and system for inducing changes in the excitability of the brain of a living organism - Google Patents

Method, device and system for inducing changes in the excitability of the brain of a living organism Download PDF

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WO2001078833A1 PCT/DE2001/001477 DE0101477W WO0178833A1 WO 2001078833 A1 WO2001078833 A1 WO 2001078833A1 DE 0101477 W DE0101477 W DE 0101477W WO 0178833 A1 WO0178833 A1 WO 0178833A1
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Walter Paulus
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Walter Paulus
Michel Nitsche
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    • A61N1/36025—External stimulators, e.g. with patch electrodes for treating a mental or cerebral condition

Definitions

  • the invention relates to a method for inducing excitability changes in the brain of a living being according to the preamble of claim 1, a device for inducing excitability changes in the brain of a living being according to the preamble of claim 12 and a system for inducing excitability changes in the brain of a living being the preamble of claim 20.
  • the change in excitability is due to a shift in the resting membrane potential of the nerve cells. This is usually around -70 mV. By increasing the resting membrane potential, the excitability is inhibited, and by reducing the potential, the excitability is increased.
  • the object of the invention is to achieve changes in excitability which last beyond the duration of the stimulation.
  • a direct current of a current intensity which neither has a permanently damaging influence on the tissue nor is perceived by the living being as a nuisance is applied over a sufficiently long period of time, whereupon the neuroplasticity effect occurs.
  • a permanent neuronal change, here a change in excitability, is generally referred to as neuroplasticity.
  • brain functions can be influenced in psychological approaches and behavioral examinations can be carried out by switching off or activating selected brain regions.
  • Another application is the development and testing of the effectiveness of new drugs.
  • Treatable disorders such. B. epilepsy, stroke or movement disorders.
  • electrical stimuli enables local application and thus avoids side effects such as medicinal products. show in most cases, which are supplied via the living being's vascular system.
  • electrical stimuli does not require any or only minor and infrequent interventions in the body of the living being.
  • the current strength is preferably between 0.01 A and 4 mA and the duration> 1 min.
  • Continuous stimulation is also possible at currents below 0.2 mA.
  • the design information was determined by means of series of tests in which a neuroplasticity effect occurred. In practice, ranges are preferred which are between 0.1 mA and 3 mA current strength and a time period of> 3 min and, for current strengths below 0.2 mA, also a time period of >> 3 min.
  • DC stimulation can be done inside the brain, under the skull, under the scalp, or outside the scalp. Depending on the type of delivery, there is a more global or more local influence on the brain regions.
  • the stimulation can be performed locally on one brain region or on several brain regions, the excitability of which is should be dampened or increased.
  • this can be the brain region that was identified in a previous examination as the origin of a disorder to be treated.
  • a locally very limited stimulation is then possible, which is highly effective for the target region, but leaves neighboring regions largely unaffected and protects.
  • a medicament before the stimulation, can be administered which comprises at least one substance which attacks the central nervous system and which suppresses an exciting or inhibiting part of the changes in excitability.
  • These drugs can also be administered in tablet form by injection.
  • This additional measure can be used to improve a targeted change in excitability.
  • An ion channel blocker has proven to be suitable as a substance for suppressing an exciting portion of the excitability changes.
  • the sodium ion channel blocker carbamazepine can be used for this.
  • the stimulation to block an epileptic seizure can be carried out and controlled depending on the result of a prognosis of an upcoming seizure.
  • the stimulation can inhibit the excitability of regional brain regions in which seizure-like conditions as a result of synchronized neuronal discharges originate in cortical cerebral structures.
  • the advantage of direct current stimulation is that it has an immediate effect by shifting the resting membrane potential of the brain cells involved, which continues for a while even after the stimulation has been switched off.
  • the forecast of an impending seizure is preferably carried out by evaluating brain current curves. This is because there is an increase in the correlation of the brain flow curves measured in different regions as a harbinger of an epileptic seizure, which gives an evaluation criterion.
  • the drawing shows a schematic diagram of a device according to the invention.
  • This includes a controllable current source 10 with electrodes 12, 14, 16 and a control device 18.
  • the electrodes 12, 14, 16 are attached to the head 20 of a person on the scalp.
  • a common base electrode 12 is located above an eye, and two electrodes 14, 16 serving as cathodes are located above the brain lobe.
  • controllable current source 10 When controlled, the controllable current source 10 supplies a direct current which can be varied between 0.5 mA and 3 mA.
  • the duration of the application of preferably> 3 min and the selected amount of current is determined by the control device 18.
  • the excitability of the relevant areas of the brain is reduced. This effect can be used to counter an impending epilepsy attack.
  • the device can be supplemented by an evaluation device 22 for brain current curves. If a criterion as a harbinger of an epileptic seizure occurs, the control device 18 can then be specifically directed to emit corresponding signals to the controllable current source 10, while no stimulation is required in another seizure-free period.

Abstract

The invention relates to a method, a device and a system for inducing changes in the excitability of the brain of a living organism. The brain is stimulated with direct current and a sufficient current strength and/or current conduction duration is/are selected to a produce a neuroplasticity effect.

Description

Verfahren, Vorrichtung und System zur Induktion von Erregbarkeitsänderungen des Gehirns eines LebewesensMethod, device and system for inducing excitability changes in the brain of a living being
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Induktion von Erregbarkeitsänderungen des Gehirns eines Lebewesens nach dem 0- berbegriff des Anspruchs 1, eine Vorrichtung zur Induktion von Ξrregbarkeitsänderungen des Gehirns eines Lebewesens nach dem Oberbegriff des Anspruchs 12 und ein System zur Induktion von Erregbarkeitsänderungen des Gehirns eines Lebewesens nach dem Oberbegriff des Anspruchs 20.The invention relates to a method for inducing excitability changes in the brain of a living being according to the preamble of claim 1, a device for inducing excitability changes in the brain of a living being according to the preamble of claim 12 and a system for inducing excitability changes in the brain of a living being the preamble of claim 20.
Aus der Veröffentlichung Priori, A. , Berardelli, A. , Accorne- ro, N. und Manfredi, . Neuroreport 9, 2257-2260 (1998) ist eine Studie bekannt, durch Stimulation des menschlichen Motor-Cortex mit Gleichstrom einer Stromstärke kleiner 0,5 mA und einer Zeitdauer von 7 sec sowie einer Stimulation durch magnetische Felder eine Erregbarkeitsänderung hervorzurufen. Dabei wurde herausgefunden, dass eine Stromstärke kleiner 0, 5 mA mit wechselnder anodischer und kathodischer Polarität zu einer wesentlichen Verminderung der Erregbarkeit des menschlichen Motor-Cortex führt.From the publication Priori, A., Berardelli, A., Accornero, N. and Manfredi,. Neuroreport 9, 2257-2260 (1998) a study is known to induce a change in excitability by stimulating the human motor cortex with direct current with a current strength of less than 0.5 mA and a duration of 7 seconds and stimulation by magnetic fields. It was found that a current less than 0.5 mA with changing anodic and cathodic polarity leads to a significant reduction in the excitability of the human motor cortex.
Die Veränderung der Erregbarkeit ist auf eine Verschiebung des Ruhemembranpotentials der Nervenzellen zurückzuführen. Dieses beträgt in der Regel etwa -70 mV. Durch Erhöhung des Ruhemembranpotentials wird eine Hemmung der Erregbarkeit, durch eine Verminderung des Potentials eine Steigerung der Erregbarkeit erzielt . Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Erregbarkeitsände- rungen zu erzielen, die über die Dauer der Stimulation hinaus anhalten.The change in excitability is due to a shift in the resting membrane potential of the nerve cells. This is usually around -70 mV. By increasing the resting membrane potential, the excitability is inhibited, and by reducing the potential, the excitability is increased. The object of the invention is to achieve changes in excitability which last beyond the duration of the stimulation.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die Merkmale des Anspruchs 1, bei einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 12 durch die Merkmale des Anspruchs 12 und bei einem System nach dem Oberbegriff des Anspruchs 20 durch die Merkmale des Anspruchs 20 gelöst.This object is achieved in a method according to the preamble of claim 1 by the features of claim 1, in a device according to the preamble of claim 12 by the features of claim 12 and in a system according to the preamble of claim 20 by the features of claim 20 solved.
Weiterbildung und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further development and advantageous refinements of the invention result from the subclaims.
Bisher konnten lediglich anhaltende neuronale Veränderungen an Nervenzellen des zentralen Nervensystems festgestellt werden, die durch länger andauernde Nervenreize, chemische Substanzen oder auch durch elektrische Stimulation ausgelöst wurden. Überraschend wurde nun herausgefunden, daß sich auch im Bereich des Gehirns eines Lebewesens Erregbarkeitsänderungen erzielen lassen, die über die Dauer der Stimulation durch einen elektrischen Stromes hinausgehen können. Während bei der bekannten vorerwähnten Studie dieser Effekt jedoch nicht nachgewiesen werden konnte, wurde herausgefunden, daß bei einer deutlich längeren Applikationsdauer als 7 sec und besonders auch einer höheren Stromstärke als < 0,5 A eine Verlängerung der Erregbarkeit erzielt werden kann. Diese Verlängerung der Erregbarkeit übersteigt die Applikationsdauer um ein Vielfaches. Es konnten bisher Neuroplastizitätseffekte von mehreren Stunden bis zu mehreren Tagen nachgewiesen werden.So far, only sustained neuronal changes in nerve cells of the central nervous system could be determined, which were triggered by prolonged nerve stimuli, chemical substances or also by electrical stimulation. Surprisingly, it has now been found that excitability changes can also be achieved in the area of the brain of a living being which can go beyond the duration of the stimulation by an electric current. However, while this effect could not be demonstrated in the known study mentioned above, it was found that with a significantly longer application time than 7 sec and in particular also a higher current intensity than <0.5 A, excitability can be prolonged. This prolongation of excitability exceeds the duration of the application Many times over. So far, neuroplasticity effects of several hours to several days have been demonstrated.
Erfindungsgemäß wird ein Gleichstrom einer Stromstärke die weder einen dauerhaft schädigenden Einfluß auf das Gewebe ausübt, noch vom Lebewesen als Belästigung empfunden wird, über einen ausreichend langen Zeitraum appliziert, worauf hin der Neuroplastizitätseffekt eintritt. Als Neuroplastizität wird allgemein eine anhaltende neuronale Veränderung, hier eine Veränderung der Erregbarkeit bezeichnet .According to the invention, a direct current of a current intensity which neither has a permanently damaging influence on the tissue nor is perceived by the living being as a nuisance is applied over a sufficiently long period of time, whereupon the neuroplasticity effect occurs. A permanent neuronal change, here a change in excitability, is generally referred to as neuroplasticity.
Damit eröffnen sich Möglichkeiten, bei einem gesunden Lebewesen Lern- und Reaktionsvorgänge zu beeinflussen, z. B. in Grenzen zu steigern, oder zu reduzieren oder auch bei kranken Lebewesen Fehlfunktionen zumindest vorübergehend zu dämpfen, zu korrigieren oder auch zu beseitigen.This opens up opportunities to influence learning and reaction processes in a healthy living being. B. to increase or reduce within limits or at least temporarily dampen, correct or eliminate malfunctions even in sick living beings.
So lassen sich bei gesunden Lebewesen in psychologischen Ansätzen Hirnfunktionen beeinflussen und unter Ausschaltung o- der Aktivierung ausgewählter Hirnregionen Verhaltensuntersuchungen vornehmen. Eine weitere Anwendungsmöglichkeit besteht in der Entwicklung und der Erprobung der Wirksamkeit von neuen Medikamenten. Schließlich sind auch Einsatzmöglichkeiten im Bereich der Stützung des Gedächtnisses gegeben.In healthy living beings, brain functions can be influenced in psychological approaches and behavioral examinations can be carried out by switching off or activating selected brain regions. Another application is the development and testing of the effectiveness of new drugs. Finally, there are also possible uses in the area of memory support.
Als behandelbare Störungen können z. B. Epilepsie, Schlaganfall oder Bewegungsstörungen angesehen werden.Treatable disorders such. B. epilepsy, stroke or movement disorders.
Die Anwendung von elektrischen Reizen ermöglicht eine lokale Anwendung und vermeidet damit Nebenwirkungen, wie sie Medika- mente in den meisten Fällen zeigen, die über das Gefäßsystem des Lebewesens zugeführt werden. Darüber hinaus kommt die Anwendung von elektrischen Reizen auch ohne oder mit nur geringen und selten vorzunehmenden Eingriffen in den Körper des Lebewesens aus .The use of electrical stimuli enables local application and thus avoids side effects such as medicinal products. show in most cases, which are supplied via the living being's vascular system. In addition, the use of electrical stimuli does not require any or only minor and infrequent interventions in the body of the living being.
Vorzugsweise wird die Stromstärke zwischen 0,01 A und 4 mA und die Zeitdauer > 1 min bemessen. Je geringer die Stromstärke bemessen wird, umso länger kann die Zeitdauer der Stimulation bemessen werden. Bei Stromstärken unter 0,2 mA ist auch eine Dauerstimulation möglich. Die Bemessungsangaben wurden durch Testreihen ermittelt, bei denen sich ein Neuroplastizitätseffekt einstellte. In der Praxis werden Bereiche bevorzugt, die zwischen 0,1 mA und 3 mA Stromstärke liegen und eine Zeitdauer von > 3 min und bei Stromstärken unter 0 , 2 mA auch eine Zeitdauer von >> 3 min umfassen.The current strength is preferably between 0.01 A and 4 mA and the duration> 1 min. The lower the current strength is measured, the longer the duration of the stimulation can be measured. Continuous stimulation is also possible at currents below 0.2 mA. The design information was determined by means of series of tests in which a neuroplasticity effect occurred. In practice, ranges are preferred which are between 0.1 mA and 3 mA current strength and a time period of> 3 min and, for current strengths below 0.2 mA, also a time period of >> 3 min.
Es handelt sich hier um Werte, die auch bei mehrfacher Anwendung keine Schäden des Gewebes erwarten lassen und außerdem auch nicht eine direkte Nervenreizung auslösen oder als unangenehm empfunden werden.These are values that do not lead to tissue damage, even after repeated use, and also do not cause direct nerve irritation or are perceived as unpleasant.
Die Stimulation mit Gleichstrom kann im Inneren des Gehirns, unter dem Schädelknochen, unter der Kopfhaut oder außen an der Kopfhaut vorgenommen werden. Je nach der Art der Zuführung ergibt sich eine eher globale oder eher lokale Einflußnahme auf die Gehirnregionen.DC stimulation can be done inside the brain, under the skull, under the scalp, or outside the scalp. Depending on the type of delivery, there is a more global or more local influence on the brain regions.
Die Stimulation kann lokal an einer Gehirnregion oder an mehreren Gehirnregion vorgenommen werden, deren Erregbarkeit ge- dämpft oder gesteigert werden soll . Zur Behandlung einer Störung kann dies diejenige Hirnregion sein, die in einer vorangegangenen Untersuchung als Ursprung einer zu behandelnden Störung identifiziert wurden.The stimulation can be performed locally on one brain region or on several brain regions, the excitability of which is should be dampened or increased. For the treatment of a disorder, this can be the brain region that was identified in a previous examination as the origin of a disorder to be treated.
Es ist dann eine lokal sehr begrenzte Stimulation möglich, die für die Zielregion hochwirksam ist, benachbarte Regionen aber weitgehend unbeeinflusst lässt und schont.A locally very limited stimulation is then possible, which is highly effective for the target region, but leaves neighboring regions largely unaffected and protects.
Gemäß einer Weiterbildung kann vor der Stimulation ein Medikament verabreicht wird, das wenigstens eine am Zentralnervensystem angreifende Substanz umfasst, die einen erregenden oder hemmenden Anteil der Erregbarkeitsänderungen unterdrückt . Diese Medikamente können in Tablettenform aber auch durch Spritzen verabreicht werden.According to a further development, before the stimulation, a medicament can be administered which comprises at least one substance which attacks the central nervous system and which suppresses an exciting or inhibiting part of the changes in excitability. These drugs can also be administered in tablet form by injection.
Durch diese zusätzliche Maßnahme lässt sich eine gezielte Änderung der Erregbarkeit verbessern.This additional measure can be used to improve a targeted change in excitability.
Als Substanz zur Unterdrückung eines erregenden Anteils der Erregbarkeitsänderungen hat sich ein Ionen-Kanal Blocker als geeignet erwiesen. Hierfür kann der Natrium-Ione -Kanal Blocker Carbamazepine eingesetzt werden.An ion channel blocker has proven to be suitable as a substance for suppressing an exciting portion of the excitability changes. The sodium ion channel blocker carbamazepine can be used for this.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann die Stimulation zur Blockade eines epileptischen Anfalls vorgenommen und abhängig vom Ergebnis einer Prognose eines bevorstehenden Anfalls gesteuert werden. Durch die Stimulation lassen sich Hemmungen der Erregbarkeit von regionalen Gehirnregionen erzielen, in denen anfallartige Zustände als Folge synchronisierter neuronaler Entladungen in kortikalen zerebralen Strukturen ihren Ursprung haben. Der Vorteil der Stimulation mit Gleichstrom besteht in einer sofort einsetzenden Wirkung durch die Verschiebung des Ruhemembranpotentials der beteiligten Gehirnzellen, die auch nach Abschalten der Stimulation noch eine Zeit andauert.According to a development of the invention, the stimulation to block an epileptic seizure can be carried out and controlled depending on the result of a prognosis of an upcoming seizure. The stimulation can inhibit the excitability of regional brain regions in which seizure-like conditions as a result of synchronized neuronal discharges originate in cortical cerebral structures. The advantage of direct current stimulation is that it has an immediate effect by shifting the resting membrane potential of the brain cells involved, which continues for a while even after the stimulation has been switched off.
Vorzugsweise wird die Prognose eines bevorstehenden Anfalls durch Auswertung von Hirnstromkurven vorgenommen. Hier zeigt sich nämlich eine Zunahme der Korrelation der an unterschiedlichen Regionen gemessenen Hirnstromkurven als Vorbote eines epileptischen Anfalls, wodurch eine Auswertekriterium gegeben ist.The forecast of an impending seizure is preferably carried out by evaluating brain current curves. This is because there is an increase in the correlation of the brain flow curves measured in different regions as a harbinger of an epileptic seizure, which gives an evaluation criterion.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei- spiels erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist.The invention is explained below on the basis of an exemplary embodiment which is illustrated in the drawing.
Die Zeichnung zeigt eine Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Diese umfasst eine steuerbaren Stromquelle 10 mit Elektroden 12, 14, 16 und eine Steuervorrichtung 18. Die Elektroden 12, 14, 16 sind am Kopf 20 eines Menschen auf der Kopfhaut befestigt. Eine gemeinsame Basiselektrode 12 befindet sich über einem Auge, zwei als Kathoden dienende E- lektroden 14, 16 befinden sich über den Hirnlappen.The drawing shows a schematic diagram of a device according to the invention. This includes a controllable current source 10 with electrodes 12, 14, 16 and a control device 18. The electrodes 12, 14, 16 are attached to the head 20 of a person on the scalp. A common base electrode 12 is located above an eye, and two electrodes 14, 16 serving as cathodes are located above the brain lobe.
Die steuerbare Stromquelle 10 liefert bei Ansteuerung einen Gleichstrom, der zwischen 0,5 mA und 3 mA variiert werden kann. Die Zeitdauer der Applikation von vorzugsweise > 3 min und die gewählte Höhe der Stromstärke wird durch die Steuervorrichtung 18 bestimmt.When controlled, the controllable current source 10 supplies a direct current which can be varied between 0.5 mA and 3 mA. The duration of the application of preferably> 3 min and the selected amount of current is determined by the control device 18.
Durch die Zuordnung der Polarität der Elektroden 14, 16 als Kathoden wird eine Verminderung der Erregbarkeit der betreffenden Bereiche des Gehirns erreicht. Diese Wirkung kann ausgenutzt werden, um einem sich anbahnenden Epilepsieanfall zu begegnen.By assigning the polarity of the electrodes 14, 16 as cathodes, the excitability of the relevant areas of the brain is reduced. This effect can be used to counter an impending epilepsy attack.
Für diesen Anwendungsfall kann die Vorrichtung durch eine Auswertevorrichtung 22 für Hirnstromkurven ergänzt werden. Bei Auftreten eines Kriteriums als Vorbote eines epileptischen Anfalls kann dann gezielt die Steuervorrichtung 18 zur Abgabe entsprechender Signale an die steuerbare Stromquelle 10 veranlasst werden, während in einem anderen anfalllosen Zeitraum keine Stimulierung erforderlich wird. For this application, the device can be supplemented by an evaluation device 22 for brain current curves. If a criterion as a harbinger of an epileptic seizure occurs, the control device 18 can then be specifically directed to emit corresponding signals to the controllable current source 10, while no stimulation is required in another seizure-free period.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Patent claims
1. Verfahren zur Induktion von Erregbarkeitsänderungen des Gehirns eines Lebewesens durch Stimulation mit Gleichstrom, der dem Gehirn appliziert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromstärke und/oder die Zeitdauer des Stromflusses so groß gewählt wird, dass sich ein Neuroplastizitatseffekt einstellt.1. A method for inducing excitability changes in the brain of a living being by stimulation with direct current, which is applied to the brain, characterized in that the current intensity and / or the duration of the current flow is chosen so large that a neuroplasticity effect occurs.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromstärke zwischen 0 , 2 mA und 4 mA und die Zeitdauer > 1 min bemessen wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the current strength is measured between 0.2 mA and 4 mA and the time period> 1 min.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromstärke zwischen 0,5 mA und 3 mA und die Zeitdauer > 3 min bemessen wird.3. The method according to claim 1, characterized in that the current strength is between 0.5 mA and 3 mA and the time period> 3 min.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , dadurch gekennzeichnet, dass die Stimulation mit Gleichstrom im inneren des Gehirns, unter dem Schädelknochen, unter der Kopfhaut o- der außen an der Kopfhaut vorgenommen wird.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the stimulation with direct current is carried out inside the brain, under the skull, under the scalp or on the outside of the scalp.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 , dadurch gekennzeichnet, dass die Stimulation lokal an einer Gehirnregion oder an mehreren Gehirnregion vorgenommen wird, deren Erregbarkeit gedämpft oder gesteigert werden soll.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the stimulation is carried out locally on one or more brain regions, the excitability of which is to be dampened or increased.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zur stimulierende Gehirnregion in einer vorangegangenen Untersuchung als Ursprung einer zu behandelnden Störung identifiziert wurde.6. The method according to claim 5, characterized in that the brain region to be stimulated in a previous one Investigation was identified as the origin of a disorder to be treated.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Stimulation ein Medikament verabreicht wird, das wenigstens eine am Zentralnervensystem angreifende Substanz umfasst, die einen erregenden oder hemmenden Anteil der Erregbarkeitsänderungen unterdrückt.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that before the stimulation, a medicament is administered which comprises at least one substance attacking the central nervous system, which suppresses an exciting or inhibiting part of the excitability changes.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Substanz zur Unterdrückung eines erregenden Anteils der Erregbarkeitsänderungen ein Ionen-Kanal Blocker eingesetzt wird.8. The method according to claim 7, characterized in that an ion channel blocker is used as a substance for suppressing an exciting portion of the excitability changes.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Ionen-Kanal Blocker der Natrium-Ionen- anal Blocker Car- bamazepine eingesetzt wird.9. The method according to claim 8, characterized in that the sodium ion anal blocker carbamazepine is used as the ion channel blocker.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Stimulation zur Blockade eines epileptischen Anfalls vorgenommen wird und abhängig vom Ergebnis einer Prognose eines bevorstehenden Anfalls gesteuert wird.10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the stimulation to block an epileptic seizure is carried out and controlled depending on the result of a prognosis of an impending seizure.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass Prognose eines bevorstehenden Anfalls durch Auswertung von Hirnstromkurven vorgenommen wird.11. The method according to claim 10, characterized in that the prognosis of an impending seizure is carried out by evaluating brain current curves.
12. Vorrichtung zur Induktion von Erregbarkeitsänderungen des Gehirns eines Lebewesens durch Stimulation mit Gleichstrom, bestehend aus einer steuerbaren Stromquelle (10) sowie Elektroden (12, 14, 16), über die eine galvanische Verbindung mit dem Gehirn herstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Steuervorrichtung (18) die Stromstärke und/oder die Zeitdauer des Stromflusses der steuerbaren Stromquelle (10) so wählbar ist, dass sich ein Neuroplastizitatseffekt einstellt .12. Device for inducing excitability changes in the brain of a living being by stimulation with direct current, consisting of a controllable current source (10) and Electrodes (12, 14, 16) via which a galvanic connection to the brain can be established, characterized in that the current strength and / or the duration of the current flow of the controllable current source (10) can be selected by means of a control device (18) in such a way that there is a neuroplasticity effect.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromstärke zwischen 0,01 mA und 4 mA und die Zeitdauer > 1 min wählbar ist .13. The apparatus according to claim 12, characterized in that the current strength between 0.01 mA and 4 mA and the time period> 1 min can be selected.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromstärke zwischen 0,5 mA und 3 mA und die Zeitdauer > 3 min wählbar ist .14. The apparatus according to claim 12, characterized in that the current strength between 0.5 mA and 3 mA and the time period> 3 min can be selected.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (12, 14, 16) im inneren des Gehirns, unter dem Schädelknochen, unter der Kopfhaut o- der außen an der Kopfhaut angeordnet sind.15. Device according to one of claims 12 to 14, characterized in that the electrodes (12, 14, 16) are arranged inside the brain, under the skull, under the scalp or on the outside of the scalp.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (12, 14, 16) lokal an einer Gehirnregion oder an mehreren Gehirnregion angeordnet sind, deren Erregbarkeit gedämpft oder gesteigert werden soll.16. Device according to one of claims 12 to 15, characterized in that the electrodes (12, 14, 16) are arranged locally on one or more brain regions, the excitability of which is to be dampened or increased.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (12, 14, 16) an derjenigen zur stimulierende Gehirnregion angeordnet sind, die in einer vorangegan- genen Untersuchung als Ursprung einer zu behandelnden Störung identifiziert wurde.17. The device according to claim 16, characterized in that the electrodes (12, 14, 16) are arranged on that to the stimulating brain region which in a previous Genetic examination was identified as the origin of a disorder to be treated.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 17 zur Blockade eines epileptischen Anfalls, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (18) ihrerseits abhängig vom Ergebnis einer Prognose eines bevorstehenden Anfalls steuerbar ist .18. Device according to one of claims 12 to 17 for blocking an epileptic seizure, characterized in that the control device (18) in turn can be controlled depending on the result of a forecast of an impending seizure.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (18) mit einer Auswertevorrichtung (22) für Hirnstromkurven gekoppelt ist.19. The device according to claim 18, characterized in that the control device (18) is coupled to an evaluation device (22) for brain current curves.
20. System zur Induktion von Erregbarkeitsänderungen des Gehirns eines Lebewesens mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 19, gekennzeichnet, durch ein vor der Stimulation verabreichtes Medikament, das wenigstens eine am Zentralnervensystem angreifende Substanz umfasst, die einen erregenden oder hemmenden Anteil der Erregbarkeitsänderungen unterdrückt .20. System for inducing excitability changes in the brain of a living being with a device according to one of claims 12 to 19, characterized by a drug administered before stimulation, which comprises at least one substance attacking the central nervous system, which suppresses an exciting or inhibitory part of the excitability changes ,
21. System nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Substanz zur Unterdrückung eines erregenden Anteils der Erregbarkeitsänderungen ein Ionen-Kanal Blocker ist.21. System according to claim 20, characterized in that the substance for suppressing an exciting portion of the excitability changes is an ion channel blocker.
22. System nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass als Ionen-Kanal Blocker der Natrium-Ionen-Kanal Blocker Car- bamazepine dient . 22. System according to claim 21, characterized in that the sodium ion channel blocker carbamazepine is used as the ion channel blocker.
PCT/DE2001/001477 2000-04-13 2001-04-17 Method, device and system for inducing changes in the excitability of the brain of a living organism WO2001078833A1 (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005092183A1 (en) * 2004-03-12 2005-10-06 Cyberkinetics, Inc. Neurological event monitoring and therapy systems and related methods

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4503863A (en) * 1979-06-29 1985-03-12 Katims Jefferson J Method and apparatus for transcutaneous electrical stimulation
WO1994000188A1 (en) * 1992-06-24 1994-01-06 Cyberonics, Inc. Treatment of neuropsychiatric disorders by nerve stimulation
US5332401A (en) * 1989-11-01 1994-07-26 Capel Ifor Donald Apparatus and method for transcranial electrotheraphy
US5800459A (en) * 1996-12-24 1998-09-01 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Electric field control of epiletiform activity

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5713922A (en) * 1996-04-25 1998-02-03 Medtronic, Inc. Techniques for adjusting the locus of excitation of neural tissue in the spinal cord or brain
US5683422A (en) * 1996-04-25 1997-11-04 Medtronic, Inc. Method and apparatus for treating neurodegenerative disorders by electrical brain stimulation
US5752979A (en) * 1996-11-01 1998-05-19 Medtronic, Inc. Method of controlling epilepsy by brain stimulation
US6016449A (en) * 1997-10-27 2000-01-18 Neuropace, Inc. System for treatment of neurological disorders

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4503863A (en) * 1979-06-29 1985-03-12 Katims Jefferson J Method and apparatus for transcutaneous electrical stimulation
US5332401A (en) * 1989-11-01 1994-07-26 Capel Ifor Donald Apparatus and method for transcranial electrotheraphy
WO1994000188A1 (en) * 1992-06-24 1994-01-06 Cyberonics, Inc. Treatment of neuropsychiatric disorders by nerve stimulation
US5800459A (en) * 1996-12-24 1998-09-01 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Electric field control of epiletiform activity

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005092183A1 (en) * 2004-03-12 2005-10-06 Cyberkinetics, Inc. Neurological event monitoring and therapy systems and related methods

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