Das Netzwerk von Blutgefäßen im Gehirn hat gewisse Ähnlichkeiten mit ­einem Baum, findet Mathieu Pernot vom Physics for Medicine Paris Lab der französischen Forschungseinrichtung INSERM. Ähnlich wie ein Baumstamm beginnen die Halsschlagadern im Nacken als breite Kanäle und teilen sich dann in immer feinere Äste auf, die schließlich in die verschiedenen Hirnregionen führen. Ganz am Ende, wo sich beim Baum die Blattadern befinden, münden im Gehirn die Gefäße in die winzigen Kapillaren, die teils so eng sind, dass nur ein einziges rotes Blutkörperchen hindurchpasst.

»Um zu erkennen, ob ein Baum krank ist, reicht es in der Regel, die Blätter zu betrachten«, sagt Pernot. Die kleinsten Blutgefäße im Gehirn lassen ebenfalls Rückschlüsse auf dessen Gesundheitszustand zu: Sie können zum Beispiel über einen veränderten Blutfluss Abweichungen in der neuronalen Aktivität anzeigen und damit auf Krankheiten wie Hirntumoren hinweisen. Aller­dings gelingt es erst seit Kurzem, solche mikroskopischen Unterschiede im Blutfluss zu erkennen – dank der Entwicklung von ultraschnellem Ultraschall.

Herkömmliche Ultraschallgeräte sind in der klinischen Bildgebung weit verbreitet. Sie sind kostengünstig, tragbar und dazu in der Lage, Bilder in Echtzeit zu erzeugen. Dennoch setzten Neurologinnen und Neurologen sie bisher kaum ein, um das Gehirn zu untersuchen. Das liegt unter anderem daran, dass der Schädelknochen die Schallwellen normalerweise zu stark streut. Außerdem sind die Apparate zu langsam, um den Blutfluss in den kleinen Arterien zu erkennen. Doch gerade der gibt Aufschluss über die meisten Hirnfunktionen. Lediglich bei Neugeborenen, deren Knochendecke noch sehr dünn ist, oder bei Hirnoperationen am offenen Schädel kommen sie regelmäßig zum Einsatz.

Ultraschneller Ultraschall löst diese Probleme ...