Eine neue Studie kommt zu dem Ergebnis, dass die gezielte Anwendung von Ultraschall auf bestimmte Bereiche des Gehirns funktionelle Veränderungen hervorruft, die bis zu einer Stunde anhalten. Diese Erkenntnisse ebnen den Weg für die Entwicklung nicht-invasiver Methoden zur Behandlung psychischer Erkrankungen wie Depressionen und Angstzuständen.
Typischerweise untersucht Ultraschall die inneren Strukturen des Körpers, indem er diffuse Schallwellen aussendet und reflektierten Schall bzw. Echos aufzeichnet, um Bilder zu erzeugen. Allerdings kann die transkranielle Ultraschallstimulation (TUS) geringer Intensität sowohl oberflächliche als auch tiefe Bereiche des Gehirns mit extrem hoher Spezifität ansprechen und Ultraschalldruck auf Bereiche des Gehirns ausüben, die die Art und Weise verändern, wie Neuronen interagieren.
Forscher der Universität Plymouth im Vereinigten Königreich führten eine Studie durch, um die Auswirkungen von TUS auf die Gehirnfunktion zu testen, und stellten fest, dass es signifikante Veränderungen hervorrief.
Sie rekrutierten 24 gesunde Erwachsene, um zu untersuchen, wie sich TUS auf den Gamma-Aminobuttersäure-Spiegel (GABA) und die Verbindungen zwischen Gehirnregionen auswirkt. GABA ist der wichtigste hemmende Neurotransmitter im Gehirn und verringert die Fähigkeit von Neuronen, chemische Nachrichten zu senden und zu empfangen. Insbesondere beeinflusst GABA die Reaktion des Körpers auf Gefühle von Angst, Furcht und Stress.
Alle Teilnehmer absolvierten drei Theta-BurstTUS-Behandlungen und unterzogen sich nach jeder Behandlung einer MRT, um Veränderungen der Gehirnfunktion zu beurteilen. Theta-BurstTUS ist eine hochfrequente Kurzimpuls-Hirnstimulation, die den natürlichen Rhythmus der neuronalen Aktivität genau nachahmt. Es wird angenommen, dass es die Plastizität fördert, also die Fähigkeit des Gehirns, auf der Grundlage von Lernen oder Erfahrung neuronale Verbindungen zu bilden und neu zu organisieren.
Die Forscher fanden heraus, dass TUS, das auf den hinteren cingulären Kortex (PCC) wirkt – eine tiefe Gehirnregion, die mit Emotionen und Gedächtnis verbunden ist – innerhalb einer Stunde nach der Behandlung den GABA-Spiegel in diesem Bereich senkte. Sie fanden außerdem heraus, dass sich die Art und Weise, wie das PCC mit dem Rest des Gehirns kommuniziert (funktionale Konnektivität), in dieser Zeit verbessert hat. PCC-Anomalien wurden bei einer Reihe psychiatrischer Erkrankungen festgestellt.
Bei der Anwendung von TUS auf den dorsalen anterioren cingulären Kortex (dACC) – einer Region, die mit Emotionen, Empathie, Impulskontrolle und Entscheidungsfindung verbunden ist und wie der PCC auch mit der Psychopathologie in Zusammenhang steht – stellten die Forscher nicht den gleichen Rückgang der GABA-Werte fest, sondern eine Zunahme der funktionellen Konnektivität.
Die Forscher sagen, dass ihre Ergebnisse zeigen, dass TUS beim Menschen wirksam ist und reversible Veränderungen im Gehirn hervorrufen kann. Obwohl weitere Forschung erforderlich ist, sagen sie, dass dies ein erster Schritt zur Entwicklung nicht-invasiver Methoden zur Behandlung psychischer Erkrankungen sei.
Elsa Fouragnan, korrespondierende Autorin der Studie, sagte: „Wenn Sie beispielsweise ein Medikament zur Behandlung von Depressionen einnehmen, wirkt sich das Medikament auf das gesamte Gehirn aus, und Ärzte haben nur sehr begrenzte Kontrolle darüber, wohin das Medikament gelangt und was es bewirkt. Wir wissen bereits, dass in einigen Fällen bestimmte Bereiche des Gehirns (und einige seiner Verbindungen) dysfunktional werden, andere Bereiche jedoch gut funktionieren. Diese Studie gibt uns echtes Potenzial, den Einsatz von Ultraschall für gezieltere Interventionen bei Menschen mit einer Reihe von psychischen Problemen in Betracht zu ziehen.“
Forscher untersuchen bereits, ob TUS verwendet werden kann, um das dopaminerge System des Gehirns zu verändern, den primären Belohnungsweg, der belohnende Reize wie Essen, Sex und Drogen erkennt und interpretiert.
Die Forschung wurde in der Zeitschrift Nature Communications veröffentlicht.