Studie zum Zusammenhang zwischen Kognition und Plastizität

Ein erster Schritt in diese Richtung wurde im Rahmen einer Studie gemacht. Diese untersuchte mithilfe transkranieller Magnetstimulation (TMS) die Korrelation zwischen der kortikalen Plastizität und der kognitiven Leistungsfähigkeit.³

In die Studie eingeschlossen waren:

• 63 Patient*innen mit schubförmig remittierender MS (Relapsing-Remitting MS, RRMS) sowie
• 55 gesunde Teilnehmer*innen mit korrespondierender Alters- und Geschlechtsstruktur sowie ähnlichem Bildungshintergrund.

Zur Messung der kortikalen Erregbarkeit erfassten die Autor*innen die Amplituden motorisch evozierter Potenziale, die sie mittels repetitiver transkranieller Magnetstimulation (rTMS) unter Verwendung einer Quadripuls-Stimulation (QPS) provozierten. Um die individuelle Korrelation zwischen der QPS-induzierten synaptischen Langzeitpotenzierung („QPS-induced Plasticity“) und der kognitiven Leistung objektiv vergleichen zu können, wurde pro Person die Differenz festgelegter MEP-Amplituden vor und nach der Quadripuls-Stimulation errechnet.

Kognitive Leistung wurde über zwei Tests erfasst

Als Verfahren zur Erfassung der kognitiven Leistung kamen der Symbol-Digit-Modalities-Test (SDMT) und der Brief-Visuospatial-Memory-Test-Revised (BVMT-R) zum Einsatz. Diese Tests dienten auch initial dazu, den Status der kognitiven Beeinträchtigung bei den teilnehmenden MS-Patient*innen zu evaluieren („RRMS Patients with and without Cognitive Impairment“).

(Hintergrundinformation SDMT und BVMT-R: Der Symbol-Digit-Modalities-Test ist ein zeiteffizienter Test zur Charakterisierung der kognitiven Prozessierungsgeschwindigkeit bei MS-Patient*innen. Ihnen werden Symbole gezeigt, die sie anhand einer Vorlage den Ziffern 1 bis 9 zuordnen sollen. Mit dem Brief-Visual-Memory-Test-Revised wird das visuell-räumliche Kurzzeitgedächtnis und Lernen erfasst. Den Patient*innen wird für 10 Sekunden eine Vorlage mit geometrischen Formen gezeigt. Danach sollen sie die Formen und ihre Position aus dem Gedächtnis möglichst exakt nachzeichnen. Der Test umfasst 3 Runden).⁴

Korrelation zwischen QPS-induzierter Plastizität und kognitiver Leistung

Laut den Studienautor*innen führte die Analyse der SDMT- und BVMT-R-Testergebnisse und der QPS-induzierten Plastizität (errechnete Differenz der Prä- und Post-Amplituden) zu folgender Erkenntnis: Je geringer diese Plastizität respektive die Differenz der Amplituden bei RRMS-Patient*innen war, desto geringer war auch die durch die Tests ermittelte kognitive Leistungsfähigkeit.

Im Einzelnen zeigten sich folgende Ergebnisse:

• In der Teilnehmergruppe der RRMS-Patient*innen gab es eine signifikante Korrelation zwischen der QPS-induzierten Plastizität und der über SDMT und BVMT-R erfassten kognitiven Leistungsfähigkeit.
• Bei den gesunden Teilnehmer*innen zeigte sich diese Korrelation jedoch nicht: Es ließ sich kein signifikanter Zusammenhang zwischen den SDMT- und BVMT-R-Testergebnissen und der Amplitudendifferenz feststellen.
• Die gemessene Plastizität unterschied sich innerhalb der RRMS-Gruppe zwischen den RRMS-Patient*innen mit und denjenigen ohne eingangs festgestellter kognitiver Beeinträchtigung: Bei denen mit festgestellter Beeinträchtigung wurde eine geringere Plastizität gemessen.
• Interessanterweise zeigte aber die RRMS-Gesamtkohorte keine reduzierte Plastizität im Vergleich zur gesunden Kohorte.

Schlussfolgerung aus den Ergebnissen:

Zusammenfassend weisen die Autor*innen darauf hin, dass ihre Studie einen ersten Nachweis liefern konnte, dass eine QPS-induzierte Plastizität Auskunft über den Grad der gesamten synaptischen Plastizität bei RRMS-Patient*innen geben kann, die wiederum mit kognitiver Leistungsfähigkeit und klinischer Behinderung korreliert. Die Resultate lassen unter anderem darauf schließen, dass die Plastizitätsreserve erst dann relevant wird, wenn ein bestimmter Krankheitsgrad erreicht ist, der kompensiert werden muss. Um den möglichen Einfluss der kortikalen Plastizität auf die Krankheitsprogression weiter zu untersuchen, seien jedoch weitere Studien notwendig. Auch die Relevanz der hier angewandten Methodik für die Vorhersage der individuellen Krankheitsprogression müsse noch in Longitudinalstudien untersucht werden.³

Referenzen

1. Hemmer B, et al. Diagnose und Therapie der Multiplen Sklerose, Neuromyelitis-optica-Spektrum-Erkrankungen und MOG-IgG-assoziierten Erkrankungen, S2k-Leitlinie, 2023, in: Deutsche Gesellschaft für Neurologie (Hrsg.), Leitlinien für Diagnostik und Therapie in der Neurologie. Online: www.dgn.org/leitlinien (zuletzt abgerufen am 20.03.2025)
2. Sandroff BM, Schwartz CE, DeLuca J: Measurement and maintenance of reserve in multiple sclerosis, J Neurol Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2016,
3. Balloff C, Penner IK, Ma M, Georgiades I et al.: The degree of cortical plasticity correlates with cognitive performance in patients with Multiple Sclerosis. Brain Stimul. 2022 ;15(2):403-413.
4. Penner I., Filser M, Bätge SJ et al.: Klinische Umsetzbarkeit der kognitiven Screeningbatterie BICAMS bei Patienten mit Multipler Sklerose: Ergebnisse der Machbarkeitsstudie in Deutschland. Nervenarzt 2021; 92:1031–1041.