„Einfluss der elektrischen Hochfrequenzstimulation des Nucleus ...

Einleitung 28
Um den exakten Gewebebereich charakterisieren zu können, der von der
Stimulation betroffen ist, wurden in den letzten Jahren verschiedene
Versuche durchgeführt. Dabei konnten McIntyre et al. zeigen, dass das
elektrische Feld, das durch eine implantierte Elektrode erzeugt wird, ein
dreidimensionales, komplexes Phänomen darstellt, das sich innerhalb des
Gehirns ausbreitet [56]. In weiteren Untersuchungen konnten Butson et al.
zeigen, dass die zweite Ableitung des elektrischen Feldes, das während der
Stimulation in das Gewebe induziert wird, als treibende Kraft für die
Auslösung einer Membran-Depolarisierung oder –Hyperpolarisierung
angesehen werden kann. Je weiter das elektrische Feld im Gewebe verteilt
wird, umso schwächer wird es. Diese Erkenntnis wird auch als die „Annahme
der zweiten Ableitung“ bezeichnet (englisch: volume of tissue activated,
VTA). Der genaue Umfang des Gewebebereiches, der durch die elektrische
Stimulation beeinflusst wird, ist jedoch noch immer unklar und wird in vielen
weiteren Studien intensiv untersucht [57].
1.4.2 Ungewollt auftretende Reaktionen währen der Stimulation
Die elektrische Stimulation kann, wie bereits kurz erwähnt, unter bestimmten
Voraussetzungen schädlich für Elektrode und Gewebe sein. Die Schädigung
der Elektrode ist durch signifikante irreversible faradaysche Reaktionen an
der Elektroden-Oberfläche, wie der Metall-Oxidation, gekennzeichnet. Diese
irreversiblen Reaktionen am Metall wiederum bewirken eine Korrosion der
Elektrode. Die Zerstörung des Gewebes durch elektrische Stimulation
hingegen kann auf innere biologische Prozesse zurückgeführt werden. So
wird angenommen, dass Überstimulation des Gewebes zu einer
Hyperaktivität vieler Neuronen führt, sodass sich die chemische
Zusammensetzung des Gewebes ändert und somit eine Schädigung des
Gewebes eintritt [53]. In den Studien von Lilly et al. [58] und Mortimer et al.
[59] konnte herausgefunden werden, dass auch die Bildung toxischer
elektrochemischer Reaktionspartner an der Elektroden-Oberfläche während
der Stimulation einen Mechanismus der Gewebezerstörung darstellt.