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Ultraschallstimulation: Geschüttelte Neurone feuern anders

Ultraschallimpulse beeinflussen die Aktivität von Nervenzellen im Gehirn: Das hat eine internationale Forschergruppe gezeigt, zu der auch der Physiker Alexander Opitz gehörte. Er erklärt, wie die neue Stimulationsmethode funktioniert.
Alexander OpitzLaden...

Herr Doktor Opitz, es gibt bereits eine Reihe etablierter Methoden zur Hirnstimulation. Trotzdem richtet sich jetzt das Interesse mancher Forscher auf einen weiteren Ansatz, der noch in den Kinderschuhen steckt – die Neurostimulation per Ultraschall. Warum?

Die elektromagnetischen Methoden haben das Problem, dass sich alles im Wesentlichen an der Oberfläche des Gehirns abspielt. Die transkranielle Magnetstimulation etwa dringt nur wenige Zentimeter tief in den Kortex ein. Viele neurologische und psychiatrische Erkrankungen gehen aber mit Fehlfunktionen in tiefer gelegenen Hirnregionen einher. Mit Gleich- oder Wechselstromstimulation kommt man etwas tiefer, kann allerdings noch schlechter räumlich fokussieren: Den Strom per implantierter Elektrode direkt ans Ziel zu leiten, will man ja gerade vermeiden, weil es einen neurochirurgischen Eingriff bedeuten würde. Also muss man die Energie in Form außerhalb des Schädels erzeugter elektroma­gnetischer Felder transportieren. Deren Wellenlängen sind aber zu groß; bei der Wechselstromstimulation liegen sie etwa im Kilometerbereich. Unmöglich, damit zentimeter- oder millimetergenau zu arbeiten ...

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  • Quellen

Bystritsky, A. et al.: A Review of Low-Intensity Focused Ultrasound Pulsation. In: Brain Stimulation 4, S. 125-136, 2011

Fry, F. J. et al.: Production of Reversible Changes in the Central Nervous System by Ultrasound. In: Science 127, S. 83-84, 1958

Legon, W. et al.: Transcranial Focused Ultrasound Modulates the Activity of Primary Somatosensory Cortex in Humans. In: Nature Neuro­science 17, S. 322-329, 2014

Yoo, S. et al.: Non-Invasive Brain-to-Brain Interface (BBI): Establishing Functional Links between Two Brains. In: PLoS One 8, e60410, 2013