Ultraschall-Stimulation könnte gegen psychische Störungen helfen

Verbesserte Behandlung von psychischen Erkrankungen möglich

Durch eine transkranielle Ultraschallstimulation (TUS) mit niedriger Intensität können Gehirnaktivität und Verhaltensweisen verändert werden, welche sich dadurch beeinflussen lassen, wie das Gehirn Entscheidungen mit Ergebnissen verknüpft. So könnte die transkranielle Ultraschallstimulation in Zukunft dazu verwendet werden, psychiatrische Erkrankungen zu behandeln, bei denen es häufig zu Fehlentscheidungen kommt.

In einer aktuellen Untersuchung unter der Beteiligung von Fachleuten der University of Oxford wurde an Makakenaffen unetrsucht, welche Teile des Gehirns einen Einfluss darauf haben, wie das Gehirn Ergebnisse mit seinen Entscheidungen verknüpft, und wie sich eine Manipulation dieser Areale mit transkranieller Ultraschallstimulation auf Gehirnaktivität und die mit Entscheidungs- und Lernprozessen verbundenen Verhaltensweisen auswirkt. Die entsprechenden Studienergebnisse können in der englischsprachigen Fachzeitschrift „Science Advances“ nachgelesen werden.

Entscheidungsprozesse mit Ultraschall unterbrechen

Die mit Entscheidungs- und Lernprozessen verbundene Aktivität in einem kleinen lateralen präfrontalen Bereich des Gehirns, der adaptive Verhaltensweisen unterstützt, kann sicher und schnell mit der Hilfe der transkraniellen Ultraschallstimulation unterbrochen werden, fassen die Forschenden ihre Ergennisse zusammen.

Es habe sich gezeigt, dass die Makakenaffen durch eine Stimulierung dieses Hirnareals entschlossenere Entscheidungen trafen. Durch die Behandlung war die Entscheidungsfindung bei einer Aufgabe weniger adaptiv. Dagegen machte es keinen Unterschied, wenn eine andere Hirnregion (ebenfalls Teil des präfrontalen Kortex) in Kontrollversuchen stimuliert wurde, berichten die Fachleute.

Dies zeige zum ersten Mal, dass die aufgabenbezogene Hirnmodulation spezifisch für die Stimulation bestimmter Bereiche ausfällt, welche einen bestimmten kognitiven Prozess vermitteln, so das Forschungsteam weiter.

„Diese Forschungsarbeit ist in mehreren Bereichen von entscheidender Bedeutung. Sie ermöglicht es uns zum ersten Mal, Hypothesen über die Rolle tiefer kortikaler Bereiche bei der Kognition nicht-invasiv zu testen und gleichzeitig die zugrunde liegende neuronale Aktivität bei Primaten und möglicherweise auch beim Menschen aufzuzeichnen“, erläutert Studienautor Dr. Davide Folloni von der University of Oxford in einer Pressemitteilung.

Neue nicht-invasive Behandlungen in Aussicht

Durch ein verbessertes Wissen über den Beitrag von bisher unzugänglichen dysfunktionalen Hirnarealen bei psychiatrischen und neurologischen Erkrankungen könnten laut den Forschenden neue Wege für nicht-invasive Behandlungen für eine Reihe von neurologischen Erkrankungen ermöglicht werden. Zusätzlich könne auch vor chirurgischen Eingriffen die Stellen von Implantaten auf ihre Eignung überprüft werden, was die Effizienz und Genauigkeit dieser heiklen Eingriffe erheblich verbessern würde.

Teile des Gehirns mit bestimmten Verhalten verbunden

„Das Gehirn ist wie ein Mosaik – es gibt mehrere Teile, die unterschiedliche Aufgaben erfüllen. Jeder Teil kann mit einem bestimmten Verhalten verbunden sein. Die Herausforderung besteht zunächst darin, herauszufinden, ob dieses Verhalten kausal mit einer bestimmten Hirnregion verbunden ist. Nur durch Hirnstimulation lässt sich diese Frage beantworten“, berichtet Studienautorin Dr. Elsa Fouragnan von der University of Plymouth.

Modulation von Gehirnareal kann auch andere Teile betreffen

Eine Herausforderung sei zudem, dass die Störung oder Modulation eines Teils des Gehirns Auswirkungen auf mehrere andere Bereiche haben kann. Daher sei es nötig, zu verstehen, wie Gehirnbereiche zusammenarbeiten und wie sie sich gegenseitig beeinflussen, wenn ein Bereich des Gehirns stimuliert oder gestört wird.

Wirklich interessant an der Studie ist laut den Fachleuten nicht nur die Feststellung, wo bestimmte Entscheidungsprozesse stattfinden, sondern auch, wie die Neuromodulation diese und damit verbundene Verhaltensweisen verändern kann. Das Team hofft, dass das den Weg für neue Studien am Menschen ebnen könnte, insbesondere bei Personen mit psychischen Problemen. (as)