Repetitive transcranial magnetic stimulation for the treatment of chronic subjective tinnitus: Optimization of treatment effects - University of Regensburg Publication Server

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Lehner, Astrid

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Date of publication of this fulltext: 16 Nov 2016 08:29

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Item type:	Thesis of the University of Regensburg (PhD)
Open Access Type:	Primary Publication
Date:	16 November 2016
Referee:	Prof. Dr. Mark W. Greenlee
Date of exam:	28 October 2016
Institutions:	Medicine > Lehrstuhl für Psychiatrie und Psychotherapie Human Sciences > Institut für Psychologie > Lehrstuhl für Psychologie I (Allgemeine Psychologie I und Methodenlehre) - Prof. Dr. Mark W. Greenlee
Keywords:	Tinnitus, rTMS, VBM
Dewey Decimal Classification:	100 Philosophy & psychology > 150 Psychology 600 Technology > 610 Medical sciences Medicine
Status:	Published
Refereed:	Yes, this version has been refereed
Created at the University of Regensburg:	Yes
Item ID:	34833

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Abstract (English)

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Subjective tinnitus is a highly prevalent and for many patients very debilitating condition for which there is still no cure. As tinnitus has been shown to be associated with changes of neural activity in different areas of the cortex, repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) has been used as a treatment tool in order to interfere with these changes. Up to now, treatment success is limited and strategies to enhance treatment effects are clearly needed. The three studies of this cumulative dissertation address the question how rTMS treatment of patients suffering from chronic subjective tinnitus can be optimized. Study 1 tested whether treatment response was associated with grey matter (GM) changes and whether pre-treatment GM volume might be a potential predictor for treatment success. Although transient GM changes in the insulae and the bilateral inferior frontal cortex were observed, these changes were not correlated to treatment outcome. It was shown, however, that GM volume in the frontal cortex and the lingual gyrus might be possible predictors for treatment response. While traditionally, rTMS targeted the auditory cortex of tinnitus patients, study 2 and study 3 examined a new protocol which stimulated three sites successively in order to better interfere with cortical networks involved in tinnitus pathophysiology: the left dorsolateral prefrontal cortex and the left and right temporoparietal cortices. Study 2 was a pilot study which tested the new protocol in a one-arm open label study and compared the results with a historical control group of patients receiving traditional single-site stimulation. The results suggested that the triple-site protocol might show better long-term effects. As a consequence, the new protocol was explored in more detail in study 3 in order to replicate the result in a randomized controlled parallel group trial. In this study, the superiority of the multisite protocol was only seen on a descriptive but not on a statistical significant level. In a concluding discussion, the methods used in this work and future approaches for the enhancement of rTMS treatment effects are discussed.

Translation of the abstract (German)

Subjektiver Tinnitus ist ein weit verbreitetes und für viele Betroffene sehr beeinträchtigendes Symptom, für das bis dato keine Heilungsmethode existiert. Da gezeigt wurde, dass Tinnitus mit Veränderungen der neuronalen Aktivität in verschiedenen kortikalen Arealen einhergeht, wird seit einiger Zeit die repetitive transkranielle Magnetstimulation (rTMS) als Behandlungsmöglichkeit erforscht, die an genau diesen neuronalen Veränderungen anzusetzen versucht. Der Erfolg dieser Behandlungsmethode ist bislang begrenzt. Deshalb beschäftigen sich die drei Studien der vorliegenden kumulativen Dissertation mit der Frage, wie die rTMS Behandlung bei chronischem Tinnitus optimiert werden kann. In Studie 1 wurde untersucht, ob der Behandlungserfolg mit Veränderungen in der grauen Substanz einhergeht und ob das Volumen der grauen Substanz vor Behandlungsbeginn möglicherweise ein potenzieller Prädiktor für den Behandlungserfolg darstellt. Auch wenn vorübergehende Veränderungen der grauen Substanz bilateral in der Insula und dem inferioren frontalen Kortex gefunden wurden, so korrelierten diese Veränderungen jedoch nicht mit dem Behandlungsergebnis. Es zeigte sich aber, dass das Volumen der grauen Substanz im frontalen Kortex und dem Gyrus lingualis potenzielle Prädiktoren für den Behandlungserfolg darstellen könnten.
Während ursprünglich der auditorische Kortex von Tinnituspatienten als Zielort für die rTMS diente, wurde in Studie 2 und Studie 3 ein neuartiges Stimulationsprotokoll untersucht. Dieses Protokoll sieht eine sukzessive Stimulation von drei kortikalen Arealen vor und verfolgt dabei das Ziel, die an der Pathophysiologie des Tinnitus beteiligten neuronalen Netzwerke besser beeinflussen zu können. Stimuliert wurden der linke dorsolaterale präfrontale Kortex sowie der linke und rechte temporoparietale Kortex. Studie 2 war eine Pilotstudie in welcher dieses neue Protokoll in einem einarmigen, nicht-verblindeten Studiendesign untersucht wurde und dann mit einer Kontrollgruppe aus einer früheren Studie verglichen wurden. Die Patienten der Kontrollgruppe hatten die traditionelle linkstemporale Stimulation erhalten. Die Ergebnisse legten nahe, dass das neue Stimulationsprotokoll bessere Langzeiteffekte erzielt als das traditionelle Protokoll. Studie 3 wurde schließlich konzipiert, um dieses vielversprechende Ergebnis in einer randomisierten, kontrollierten Studie mit Parallelgruppen zu replizieren. In dieser Studie war das neue Protokoll zwar auf deskriptiver Ebene überlegen, dieser Unterschied war jedoch nicht statistisch signifikant.
In einer zusammenfassenden Diskussion werden die Methoden, die in dieser Arbeit Verwendung fanden sowie zukünftige Möglichkeiten zur Verbesserung der rTMS-Behandlung diskutiert.

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