Ein Ultraschallhelm zur Behandlung des Gehirns ohne Skalpell

Ein Helm, der den Kopf nicht schützt, sondern heilt. Das ist die revolutionäre Idee hinter einem neuen Ultraschallgerät, das von einem Forscherteam aus Oxford und dem University College London entwickelt wurde und die Behandlung verschiedener neurologischer Erkrankungen radikal verändern soll, ohne dass Operationen erforderlich sind. Das Neue daran ist seine Präzision. Dieser „Helm“ kann tausendmal kleinere Hirnareale als herkömmliche Ultraschallgeräte und dreißigmal präziser als jedes andere bisher entwickelte Hirn-Ultraschallsystem erreichen.

So funktioniert der Helm

Dieses Ergebnis könnte eines Tages invasive Techniken wie die Tiefe Hirnstimulation (THS) ersetzen, die derzeit bei Parkinson eingesetzt wird, bei der aber Elektroden ins Gehirn implantiert werden. „Es handelt sich um einen Helm mit 256 Quellen, den man in einem MRT-Scanner trägt“, erklärt Ioana Grigoras , Autorin der Studie und Forscherin in Oxford, die an den Tests teilnahm. „Anfangs ist es umständlich und etwas klaustrophobisch, aber man gewöhnt sich daran.“

Das Experimentieren

An der in Nature Communications veröffentlichten Studie nahmen sieben Freiwillige teil. Die Ultraschallwellen wurden auf einen winzigen Bereich des Gehirns von der Größe eines Reiskorns gerichtet: den seitlichen Kniehöcker (LGN), der die Weiterleitung visueller Informationen von den Augen zur Großhirnrinde steuert. „Die Wellen erreichten das Ziel mit außerordentlicher Präzision“, erklärt Professor Charlotte Stagg , Erstautorin der Studie. „Dieses Ergebnis war außergewöhnlich; das hatte zuvor noch niemand erreicht.“ Tests zeigten, dass die Modulation der Aktivität des LGN dauerhafte Auswirkungen auf den visuellen Kortex hatte und dessen Aktivität reduzierte. „Das Äquivalent bei einem Parkinson-Patienten wäre, wenn man auf eine motorische Kontrollregion zielt und das Zittern verschwinden sieht“, fügt Stagg hinzu.

Andere Experimentierbereiche

Das Projekt ist das Ergebnis von über einem Jahrzehnt Arbeit unter der Leitung interdisziplinärer Teams aus Oxford und dem University College London (UCL). „Als wir anfingen, war ich mit meiner Tochter schwanger“, erinnert sich Stagg. „Sie ist jetzt zwölf. Ich hoffe, dass die ersten klinischen Anwendungen kommen, bevor sie an die Universität geht.“ Und es ist kein ferner Traum: Forscher testen den Helm bereits an Hirnarealen, die mit Parkinson, Schizophrenie, Schlaganfallrehabilitation, chronischen Schmerzen, Depressionen und anderen Erkrankungen in Verbindung stehen.

Die Rolle der künstlichen Intelligenz

Das einzigartige Gerät wurde in direkter Zusammenarbeit mit Patienten entwickelt, um es komfortabler und vielseitiger zu gestalten. „Ich habe ein Startup gegründet, das sich der Entwicklung des Helms widmet“, erklärt Brad Treeby vom UCL. „Derzeit ist für die Anwendung noch ein MRT-Scan erforderlich, aber mithilfe künstlicher Intelligenz könnte er autonom und sogar von Patienten zu Hause nutzbar werden.“ Das ultimative Ziel, so die Autoren, ist klar: die Technologie in ein praktisches klinisches Instrument zu verwandeln, das invasive Gehirnimplantate ergänzen oder vielleicht eines Tages ersetzen kann.