Raum, Zeit und Frequenz : EEG-Dynamiken der Migräne

Abstract

Migräne ist eine multifaktorielle und heterogene Kopfschmerzerkrankung mit zyklischem Charakter. Der meist große individuelle Leidensdruck und die hohe Inzidenz machen sie zu einer erheblichen Last, sowohl für den Einzelnen als auch die Gesellschaft. Es gibt multiple Forschungsansätze und Theorien über die pathophysiologischen Mechanismen. Im Zentrum dieser befindet sich das trigemino-vaskuläre System, was trigeminalen Stimulationsmethoden einen besonderen Stellenwert zukommen lässt. In der Erforschung primärer Kopfschmerzerkrankung spielt neben bildgebenden Methoden und Tierversuchen die Elektroenzephalografie eine große Rolle, da sich mit ihrer Hilfe neuronale Dynamiken in Echtzeit mit hervorragender zeitlicher Auflösung darstellen lassen. In dieser EEG-Studie wurden trigemino-nozizeptive, visuelle und olfaktorische Stimuli genutzt, um Unterschiede zwischen Migränikern und Gesunden in der zentralen Reizverarbeitung aufzudecken. Dabei ermöglichten es moderne Analysemethoden, Einblick in die Zeit-Frequenz Dynamiken, Lokalisation und funktionellen Verbindungen der neuronalen Aktivität zu erhalten. Nach trigemino-nozizeptiver Stimulation wurde mit kurzer Latenz eine Energieänderungen im Delta- und Thetaband evoziert, gleichzeitig kam es zu einer großflächigen Aktivierung im Gammaband. Die Analyse wies auf eine verminderte trigemino-nozizeptive Reizantwort bei Migränikern hin. Bei visueller Stimulation mit 8 Hertz kommt es zu einer Aktivierung in ebendieser Frequenz. Dieser photische Antrieb war bei Migränikern signifikant erhöht, was für eine interiktale Übererregbarkeit auf visuelle Stimulation spricht. Der visuelle Haupteffekt ließ sich im Cuneus lokalisieren, ein Areal im visuellen Kortex. Bei Migränikern zeigte sich eine verstärkte Phasenkopplung zwischen diesem Areal und weiteren multisensorischen Kortikalen Zentren, dem linken Temporalpol, dem linken anterioren cingulären Kortex und dem rechten prämotorischen Kortex. Dies weist auf eine Veränderte multisensorische Integration bei Migräne hin, die laut aktueller Studienlage vermutet, aber noch nicht bewiesen ist. Die Ergebnisse dieser Studie sprechen für eine Veränderungen interkortikaler Verbindungen, die eine wichtige Rolle in der Entstehung von Migräneattacken und ihren Begleitsymptomen spielen könnten.

Migraine is a multifactorial and heterogeneous primary headache disorder with a cyclic behavior. The high incidence and the mostly severe suffering of the affected make it a substantial burden for both individuals and the society. In the center of the various research approaches and origin theories lies the trigeminovascular system, which makes trigeminal stimulation an important tool in migraine investigation. Electroencephalography is, next to other neuroimaging methods like MRI, a valuable instrument in the reaserch of primary headaches, because it can display neuronal activity in realtime. In this EEG study, trigeminal nociceptive, visual and olfactory stimuli were used to detect differences in the central stimulus processing of migraineurs, compared to healthy controls. Advanced analysis methods revealed insights in time-frequenzy dynamics, sources and functional connectivity of the evoced neuronal activity. With short latency after trigeminal nociceptive stimulation, a power change in delta and theta bands was induced, meanwhile a broad gamma band activation took place. The analysis indicated a reduced response to trigeminal nociceptive stimuation in migraineurs. The main response to visual stimulation was located in the cuneus, an area in the visual cortex. Migraineurs showed an increased phase coupling of the cuneus and further cortical areas of multisensory integration: the left temporal pole, the left cingulate gyrus and the right premotor cortex. This implies an altered multisensory integration in migraineurs, which has been already suspected but not yet been proven, according to current literature. The results of this study indicate alterations of intercortical connections in migraine, which could play an important role in the genesis of attacks and the concomitant symptoms.