(Wien, 12-05-2026) – Eine neue Studie unter Beteiligung der Medizinischen Universität Wien zeigt, dass bei der transkutanen Rückenmarksstimulation die Wahl der Stromform für den therapeutischen Effekt entscheidend ist. Die Ergebnisse legen nahe, dass aktuell populäre hochfrequente Pulsformen den Behandlungserfolg nicht verbessern, sondern unter bestimmten Bedingungen sogar behindern können. Veröffentlicht wurden die Daten in Nature Biomedical Engineering.
Die nichtinvasive elektrische Stimulation des Rückenmarks hat sich in den vergangenen Jahren zu einem wichtigen Forschungsfeld mit wachsender klinischer Relevanz für die Neurorehabilitation nach Querschnittlähmung entwickelt. Internationale Studien konnten zeigen, dass Betroffene selbst nach schweren und lang bestehenden Verletzungen teilweise wieder gehen lernten. Gemeinsam war diesen Arbeiten der Einsatz implantierbarer Systeme zur elektrischen Modulation von Nervenverbänden im Rückenmark, die eine aktive Teilnahme an intensiven Rehabilitationsprogrammen ermöglichten. Als nichtinvasiver Ansatz wurde in den vergangenen Jahren zunehmend die von den Wiener Co-Autor:innen der aktuellen Studie entwickelte transkutane Rückenmarksstimulation mittels Klebeelektroden auf der Haut etabliert; klinische Studien bestätigten bereits ihren Nutzen. In jüngster Zeit gewann dabei die transkutane Stimulation mit speziellen hochfrequenten Pulsformen an Bedeutung. Diese Stromformen wurden ursprünglich für die direkte Muskelstimulation entwickelt, um hohe Kräfte möglichst schmerzarm auszulösen. Für neuromodulative Anwendungen wurden sie wegen ihrer vermeintlich besseren Verträglichkeit übernommen, ohne dass ihre neurophysiologischen Wirkmechanismen zuvor ausreichend geklärt waren. Ein internationales Forschungsteam der Washington University School of Medicine, der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg sowie der Medizinischen Universität Wien (rund um Ursula Hofstötter und Karen Minassian vom Zentrum für Medizinische Physik und Biomedizinische Technik) hat diesen Ansatz nun systematisch untersucht.
Hochfrequente Pulse erhöhen die Reizschwelle
In einer umfassenden Studie mit 28 Proband:innen und ergänzenden computergestützten Modellen zeigte das Team, dass hochfrequente Pulsformen die Bildung von Nervenimpulsen erschweren. Dadurch steigen die Reizschwellen, sodass der mögliche Vorteil einer besseren Verträglichkeit bei therapeutisch notwendigen Stromstärken wieder verloren geht.
Eine zentrale Erkenntnis betrifft zudem die Art der aktivierten Nervenfasern. Für eine wirksame Neuromodulation ist die Aktivierung propriozeptiver afferenter Fasern erforderlich, also jener Nervenbahnen, die Signale zum Rückenmark leiten. Hochfrequente Pulse reizen jedoch bevorzugt motorische Nervenfasern, die Signale vom Rückenmark wegführen. Damit wird das Rückenmark in wesentlichen Teilen umgangen.
Neue Befunde zur Stimulation des Halsmarks
Während sich die bisherige Forschung vor allem auf das lumbale Rückenmark konzentrierte, das für die Beinbewegungen wesentlich ist, rückt zuletzt auch das Halsmark stärker in den Fokus, insbesondere zur Wiederherstellung von Hand- und Armfunktionen. Die aktuelle Studie zeigt hier relevante Unterschiede: Im Bereich des Halsmarks werden unabhängig von der gewählten Pulsform primär motorische Nervenfasern aktiviert. Das widerspricht der bisherigen Annahme, dass sich dort – ähnlich wie im lumbalen Bereich – über afferente Fasern gezielt neuronale Schaltkreise des Rückenmarks modulieren lassen.
Relevanz für die klinische Praxis
Die Ergebnisse liefern wichtige mechanistische Grundlagen für die Weiterentwicklung zukünftiger Therapien. Sie zeigen, dass hochfrequente Pulsformen kein universell überlegener Ansatz sind und vor allem vor einer breiten klinischen Anwendung im Bereich der Halswirbelsäule ein fundiertes elektrophysiologisches Verständnis ihrer Wirkweise notwendig ist. Zugleich deutet die Studie darauf hin, dass neue und sehr kostspielige Geräte mit hochfrequenten Pulsformen herkömmlichen, deutlich erschwinglicheren Systemen aus therapeutischer Sicht nicht überlegen sind.
Publikation: Nature Biomedical Engineering
Fundamental limitations of kilohertz-frequency carriers in afferent fiber recruitment with transcutaneous spinal cord stimulation
Rodolfo Keesey, Ursula Hofstoetter, Zhaoshun Hu, Lorenzo Lombardi, Rachel Hawthorn, Noah Bryson, Abdallah Alashqar, Andreas Rowald, Karen Minassian, Ismael Seáñez
DOI: 10.1038/s41551-026-01684-w