Skip to main content
Log in

Tiefe Hirnstimulation des Nucleus accumbens bei fokalen Epilepsien

Rationale und erste Ergebnisse

Deep brain stimulation of the nucleus accumbens in focal epilepsy

Rationale and inititial results

  • Leitthema
  • Published:
Zeitschrift für Epileptologie Aims and scope Submit manuscript

Zusammenfassung

Hintergrund

Die Studie Stimulation of the Anterior Nucleus of Thalamus for Epilepsy (SANTE) ist bislang die einzige klinische Arbeit, die die Effizienz der tiefen Hirnstimulation (THS) bei Epilepsien mit Evidenzklasse 1 untersucht hat. Weiterhin fehlen Stratifizierungen möglicher Responder bzw. potenzieller Kontraindikationen.

Ziel der Arbeit

Rationale sowie Design eines doppeltverblindeten und eines offenen interventionellen Untersuchungsprotokolls für den Nucleus accumbens (NAC) als Zielpunkt einer THS-Therapie für fokale Epilepsien werden vorgestellt.

Material und Methoden

In beiden Untersuchungsprotokollen werden potenzielle psychiatrische Veränderungen anhand des Beck-Depression-Inventory (BDI) und des Mini-International-Neuropsychiatric-Interview (M.I.N.I.) sowie kognitive Veränderungen mithilfe einer ausführlichen epilepsiespezifischen neurokognitiven Untersuchung erfasst. Zusätzlich wird zur Objektivierung möglicher Veränderungen der Anfallsschwere die Liverpool Seizure Severity Scale (LSSS) angewendet. Die Bestimmung der Lebensqualität erfolgt mithilfe des „Quality of Life Inventory for Epilepsy P-31“. In den von den Patienten ausgefüllten Anfallskalendern werden einfach-fokale, komplex-fokale und generalisierte tonisch-klonische Anfälle unterschieden und dokumentiert. Bei allen THS-behandelten Patienten wird die antiiktale Medikation während des Untersuchungszeitraums unverändert belassen. Zur Aufnahme in das 6-monatige interventionelle Untersuchungsprotokoll ist eine Anfallsfrequenz von mindestens einem behindernden Anfall/Monat gefordert. Das randomisierte kontrollierte Untersuchungsprotokoll hat einen kürzeren Beobachtungszeitraum von lediglich 3 Monaten und verlangt mindestens 3 behindernde Anfälle/Monat.

Ergebnisse

Bei den 4 bislang in das offene interventionelle Untersuchungsprotokoll einbezogenen Patienten war nach 6-monatiger NAC-THS eine tendenzielle Reduktion der Schwere der Anfälle (p = 0,068), allerdings ohne Veränderung der absoluten Anfallsfrequenz, festzustellen. Psychiatrische bzw. neurokognitive Auswirkungen fanden sich nicht.

Schlussfolgerung

Diese vorläufigen Ergebnisse weisen darauf hin, dass der NAC potenziell ein zusätzlicher Zielpunkt der THS bei einer syndromorientierten Indikationsstellung für fokale Epilepsien sein kann. Aufgrund der geringen Fallzahl und des unverblindeten Untersuchungsdesigns stehen jedoch ein Wirksamkeitsnachweis sowie die weitergehende Charakterisierung von Wirkung und Nebenwirkungen noch aus.

Abstract

Background

The study on stimulation of the anterior nucleus of the thalamus for epilepsy (SANTE) is so far the only clinical trial to provide class I evidence for the efficacy of deep brain stimulation (DBS) in partial epilepsy. Stratification of possible responders and potential contraindications are still lacking.

Aim

The rationale and the design of a double-blind and an open interventional study protocol for the nucleus accumbens (NAC) as a potential target for DBS in epilepsy are introduced in this article.

Material and methods

In both investigation protocols potential psychiatric alterations were collated using the Beck depression inventory (BDI) and the mini-international neuropsychiatric interview (MINI) as well as cognitive alterations using an extensive epilepsy-specific neurocognitive examination. Additionally the Liverpool seizure severity scale (LSSS) was used to objectify possible alterations in the severity of seizures. Determination of the quality of life was carried out using the quality of life inventory for epilepsy P-31. The patients completed a seizure calendar in which a differentiation was made and documented between simple focal, complex focal and generalized tonic-clonic seizures. The anti-ictal medication for all patients treated with DBS was left unaltered during the investigation period. The minimum requirement for admission to the 6-month interventional study investigation protocol was a seizure frequency of at least one debilitating seizure per month. The randomized controlled investigation protocol had a shorter observation period of only 3 months and required a minimum of three debilitating seizures per month.

Results

For the four patients who have so far been recruited into the interventional study protocol there was a tendency towards a reduction of the subjective severity of seizures after 6 months of NAC-DBS (p = 0.068). Seizure frequency as well as psychiatric and neurocognitive outcome parameters remained unchanged.

Conclusion

These preliminary results suggest that the NAC might represent a suitable target for DBS in partial epilepsy in syndrome-oriented indications for focal epilepsy; however, the small patient numbers and the open design of this protocol warrant higher evidence class studies to confirm the results and identify possible responders and side effects.

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this article

Price excludes VAT (USA)
Tax calculation will be finalised during checkout.

Instant access to the full article PDF.

Abb. 1
Abb. 2
Abb. 3
Abb. 4

Literatur

  1. Kellinghaus C, Loddenkemper T, Möddel G et al (2003) Elektrische Hirnstimulation zur Epilepsietherapie. Nervenarzt 74:664–676

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  2. Schulze-Bonhage A, Nikkhah G (2010) Tiefe Hirnstimulation. Z Epileptol 23:179–184

    Article  Google Scholar 

  3. Fisher R, Salanova V, Witt T et al (2010) Electrical stimulation of the anterior nucleus of thalamus for treatment of refractory epilepsy. Epilepsia 51:899–908

    Article  PubMed  Google Scholar 

  4. Voges B, Hamel W, House PM et al; Epilepsy Study Group Hamburg, Stodieck, SRG (2013) Effect of deep brain stimulation of the anterior nucleus thalamicus in epilepsy on sleep quality and sleep structure. Epilepsia Suppl 3:286

    Google Scholar 

  5. Szelenberger W, Niemcewicz S (2000) Severity of insomnia correlates with cognitive impairment. Acta Neurobiol Exp (Wars) 60:373

    Google Scholar 

  6. Nieuwenhuys R, Voogd J, Huijzen C van (2008) The human central nervous system. Springer, Berlin Heidelberg New York Tokio

  7. Staudigl T, Zaehle T, Voges J et al (2012) Memory signals from the thalamus: early thalamocortical phase synchronization entrains gamma oscillations during long-term memory retrieval. Neuropsychologia 50:3519–3527

    Article  PubMed  Google Scholar 

  8. Aggleton JP (2012) Multiple anatomical systems embedded within the primate medial temporal lobe: implications for hippocampal function. Neurosci Biobehav Rev 36:1579–1596

    Article  PubMed  Google Scholar 

  9. Mirski MA, Ferrendelli JA (1984) Interruption of the mammillothalamic tract prevents seizures in guinea pigs. Science 226:72–74

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  10. Shon Y-M, Lee KJ, Kim HJ et al (2005) Effect of chronic deep brain stimulation of the subthalamic nucleus for frontal lobe epilepsy: subtraction SPECT analysis. Stereotact Funct Neurosurg 83:84–90

    Article  PubMed  Google Scholar 

  11. White LE, Price JL (1993) The functional anatomy of limbic status epilepticus in the rat. I. Patterns of 14C-2-deoxyglucose uptake and Fos immunocytochemistry. J Neurosci 13:4787–4809

    CAS  PubMed  Google Scholar 

  12. Holtkamp M, Schmitt FC, Buchheim K, Meierkord H (2007) Temperature regulation is compromised in experimental limbic status epilepticus. Brain Res 1127:76–79

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  13. Moeller F, Maneshi M, Pittau F et al (2011) Functional connectivity in patients with idiopathic generalized epilepsy. Epilepsia 52:515–522

    Article  PubMed Central  PubMed  Google Scholar 

  14. Chkhenkeli SA, Sramka M, Lortkipanidze GS et al (2004) Electrophysiological effects and clinical results of direct brain stimulation for intractable epilepsy. Clin Neurol Neurosurg 106:318–329

    Article  PubMed  Google Scholar 

  15. Kerrigan JF, Litt B, Fisher RS et al (2004) Electrical stimulation of the anterior nucleus of the thalamus for the treatment of intractable epilepsy. Epilepsia 45:346–354

    Article  PubMed  Google Scholar 

  16. Sherman DL, Tsai YC, Rossell LA et al (1997) Spectral analysis of a thalamus-to-cortex seizure pathway. IEEE Trans Biomed Eng 44:657–664

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  17. Schläpfer TE, Bewernick BH (2013) Deep brain stimulation for major depression. Handb Clin Neurol 116:235–243

    Article  Google Scholar 

  18. Sturm V, Lenartz D, Koulousakis A et al (2003) The nucleus accumbens: a target for deep brain stimulation in obsessive-compulsive- and anxiety-disorders. J Chem Neuroanat 26:293–299

    Article  PubMed  Google Scholar 

  19. Voges J, Müller U, Bogerts B et al (2013) Deep brain stimulation surgery for alcohol addiction. World Neurosurg 80:S28.e21–S28.e31

    Article  PubMed  Google Scholar 

  20. Münte TF, Heldmann M, Hinrichs H et al (2008) Contribution of subcortical structures to cognition assessed with invasive electrophysiology in humans. Front Neurosci 2:72–78

    Article  PubMed Central  PubMed  Google Scholar 

  21. Schmitz B (2012) Psychiatrische Aspekte bei Epilepsien. Nervenarzt 83:205–208

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  22. Metternich B, Wagner K, Brandt A et al (2009) Preoperative depressive symptoms predict postoperative seizure outcome in temporal and frontal lobe epilepsy. Epilepsy Behav 16:622–628

    Article  PubMed  Google Scholar 

  23. Tebartz van Elst L, Woermann F, Lemieux L, Trimble MR (2000) Increased amygdala volumes in female and depressed humans. A quantitative magnetic resonance imaging study. Neurosci Lett 281:103–106

    Article  Google Scholar 

  24. Nielsen AC 3rd, Williams TA (1980) Prevalence by self-report questionnaire and recognition by nonpsychiatric physicians. Arch Gen Psychiatry 37:999–1004

    Article  PubMed  Google Scholar 

  25. Sheehan DV, Lecrubier Y, Sheehan KH et al (1998) The Mini-International Neuropsychiatric Interview (M.I.N.I.): the development and validation of a structured diagnostic psychiatric interview for DSM-IV and ICD-10. J Clin Psychiatry 59(Suppl 20):22–33

    PubMed  Google Scholar 

  26. Scott-Lennox J, Bryant-Comstock L, Lennox R, Baker GA (2001) Reliability, validity and responsiveness of a revised scoring system for the Liverpool Seizure Severity Scale. Epilepsy Res 44:53–63

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  27. May TW, Pfäfflin M, Cramer JA (2001) Psychometric properties of the German translation of the QOLIE-31. Epilepsy Behav 2:106–114

    Article  PubMed  Google Scholar 

  28. Buentjen L, Kopitzki K, Schmitt FC et al (2014) Direct targeting of the thalamic anteroventral nucleus for deep brain stimulation by T1-weighted magnetic resonance imaging at 3 T. Stereotact Funct Neurosurg 92:25–30

    Article  PubMed  Google Scholar 

  29. Valentín A, García Navarrete E, Chelvarajah R et al (2013) Deep brain stimulation of the centromedian thalamic nucleus for the treatment of generalized and frontal epilepsies. Epilepsia 54:1823–1833

    Article  PubMed  Google Scholar 

  30. Voges J, Hilker R, Bötzel K et al (2007) Thirty days complication rate following surgery performed for deep-brain-stimulation. Mov Disord 22:1486–1489

    Article  PubMed  Google Scholar 

Download references

Einhaltung ethischer Richtlinien

Interessenkonflikt. Diese Arbeit wurde nicht gesponsert. L. Büntjen, M. Holtkamp, F.C. Schmitt und J. Voges haben von Medtronic Inc. Aufwand- und Reiseentschädigungen für Vorträge erhalten; J. Voges war ebenfalls als Berater für Medtronic und Sapiens Inc. tätig. T. Zaehle, F. Oltmanns, K. Kopitzki, J. Matzen, A.B. Kowski, H.J. Heinze, C. Kluge, H.-B. Straub, H. Stefan und T. Mayer haben keine potenziellen Interessenkonflikte. Alle im vorliegenden Manuskript beschriebenen Untersuchungen am Menschen wurden mit Zustimmung der zuständigen Ethikkommission (Ethikkommission der Universität Magdeburg), im Einklang mit nationalem Recht sowie gemäß der Deklaration von Helsinki von 1975 (in der aktuellen, überarbeiteten Fassung) durchgeführt. Von allen beteiligten Patienten liegt eine Einverständniserklärung vor.

Author information

Authors and Affiliations

Authors

Corresponding author

Correspondence to F.C. Schmitt MD.

Additional information

F.C. Schmitt und J. Voges haben gleichermaßen zu dieser Arbeit beigetragen.

Rights and permissions

Reprints and permissions

About this article

Cite this article

Schmitt, F., Voges, J., Buentjen, L. et al. Tiefe Hirnstimulation des Nucleus accumbens bei fokalen Epilepsien. Z. Epileptol. 27, 48–54 (2014). https://doi.org/10.1007/s10309-013-0344-0

Download citation

  • Published:

  • Issue Date:

  • DOI: https://doi.org/10.1007/s10309-013-0344-0

Schlüsselwörter

Keywords

Navigation