Fokussierter Ultraschall

Transkranielle fokussierter Ultraschall-Neuromodulation

Neurologische und psychiatrische Störungen gehen häufig mit Ungleichgewichten in der Aktivität bestimmter Hirnregionen einher. Invasive Behandlungen wie die tiefe Hirnstimulation (DBS) können dieses Gleichgewicht zwar wiederherstellen, haben jedoch chirurgische Risiken und sind nicht für alle Patienten geeignet. Dies hat die zur Suche nach sicheren, nicht-invasiven Alternativen geführt.

Die transkranielle Ultraschallstimulation (TUS) ist eine neue Methode, bei der Ultraschall – bekannt aus der medizinischen Bildgebung – in sicheren, diagnostischen Intensitäten eingesetzt wird, um die Gehirnaktivität zu modulieren ohne das Gewebe zu schädigen. Im Gegensatz zu anderen nicht-invasiven Techniken wie TMS oder tDCS bietet TUS eine Präzision im Millimeterbereich und kann tiefliegende Ziele im Gehirn erreichen, die bisher unzugänglich waren. Frühe Studien deuten darauf hin, dass sie je nach den angewandten Stimulationsparametern sowohl die neuronale Erregbarkeit erhöhen als auch verringern kann.

 

Unsere Forschung

Wir untersuchen derzeit, wie TUS in Kombination mit MRT-Scans eingesetzt werden kann, um die Gehirnaktivität sowohl in oberflächlichen als auch in tiefen Regionen sicher und präzise zu beeinflussen. Dazu messen wir die unmittelbaren Auswirkungen der Stimulation auf die Gehirnfunktion, untersuchen, wie verschiedene technische Einstellungen diese Effekte verändern und entwickeln Ansätze, um echte neuromodulatorische Veränderungen von möglichen Messartefakten wie auditiven Störungen zu unterscheiden.

Das Ziel dieser ersten Studien ist es, eine solide methodische Grundlage für zukünftige präklinische und klinische Arbeiten zu schaffen. Nach der Validierung planen wir, unsere Forschung auszuweiten, um an der Schmerzverarbeitung beteiligte Hirnnetzwerke, die Herz-Hirn-Kopplung sowie neurologische und psychiatrische Störungen zu untersuchen. Auf diese Weise wollen wir neue Möglichkeiten für eine gezielte, nicht-invasive Hirnstimulation sowohl in der Forschung als auch in der Therapie erschließen.

Diese Forschung wird von der Max-Planck-Gesellschaft und dem Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) finanziert.

 

Kooperationspartner