Bei neurologischen Erkrankungen wie der Alzheimer Demenz, der Parkinson-Krankheit oder der Multiplen Sklerose, gehen ständig Nervenzellen des Gehirns zugrunde. Dadurch kommt es zum Beispiel zu Erinnerungslücken, Sprachstörungen, Stimmungsschwankungen oder reduzierter Bewegungsfähigkeit sowie dem Muskelzittern bei Parkinson.
Nach 6-jähriger Entwicklungszeit haben Forscherinnen und Forscher der MedUni Wien von der Universitätsklinik für Neurologie unter Leitung von Roland Beisteiner jetzt eine weltweit neue Therapiemethode entwickelt. Erstmals kann man mit Hilfe von Ultraschall nicht-invasiv in alle Bereiche des Gehirns eindringen und jene Nervenzellen aktivieren, die zur Regeneration von Hirnfunktionen beitragen können. Erste Ergebnisse dieser Studie zeigen, dass sich dadurch die Leistung des Gehirns verbessern lässt.
TPS – Transkranielle Pulsstimulation mit Ultraschall
Die neue Methode nennt sich transkranielle Pulsstimulation mit Ultraschall (TPS) und wurde gemeinsam mit dem Schweizer Unternehmenspartner Storz Medical neu entwickelt. „Die TPS macht es weltweit erstmalig möglich, mit einem Ultraschall-Puls direkt am Schädelknochen, nicht-invasiv, schmerzfrei und bei vollem Bewusstsein in alle Bereiche des Gehirns vorzudringen und dort ganz gezielt Hirn-Areale anzusteuern und diese zu aktivieren„, erklärt Studienleiter Roland Beisteiner.
Die Studie war Teil des interuniversitären Clusters von Roland Beisteiner und Tecumseh Fitch, der über Hirnstimulation versucht, geistige Funktionen von Patientinnen und Patienten zu verbessern – eine Methode, bei der individuell und mit hoher Präzision vorgegangen werden muss.
Mit den bisher zur Verfügung stehenden elektromagnetischen Methoden, wie zum Beispiel der transkraniellen Magnetstimulation (TMS), war die notwendige gezielte und tiefgehende Stimulation aber nicht möglich. Bei der TMS-Methode wirken Magnetfelder auf das Gehirn, um Nervenzellen zu aktivieren oder auch zu hemmen.
Eine zunehmend verwendete invasive Methode bei schwereren Erkrankungen ist das Einsetzen von Stimulationselektroden in tiefe Hirnareale [Deep Brain Stimulation (DBS)] – verbunden mit einer langwierigen Operation. Eine große Hoffnung des Forscherteams ist nun, dass TPS auch invasive Verfahren in Zukunft – zumindest teilweise – ersetzen kann.
TPS – So funktioniert die Präzisionsmedizin im Gehirn
Der Aktivierungspuls, der vom Ultraschallgerät ausgeht, ist drei bis fünf Millimeter breit und ungefähr drei Zentimeter lang. Zuvor wird vom Gehirn der/ des Betroffenen mittels Magnetresonanz eine exakte „Landkarte“ erstellt. „Ganz im Sinn der Präzisionsmedizin wird dann jenes Areal punktgenau anvisiert, das aktiviert werden muss. Bei jedem Patienten können diese Areale anders liegen. Dank eines Navigationssystems kann der behandelnde Neurologe am Bildschirm genau mitverfolgen, wo der Puls ansetzen muss und alles genau steuern“, informiert Beisteiner.
Der TPS Puls führt zu kurzfristigen Membranveränderungen an den Hirnzellen, wodurch die Konzentration von Transmittern und anderen biochemischen Stoffen lokal verändert wird. Die Konsequenz ist eine Aktivierung von Nervenzellen und Aufbau kompensatorischer Netzwerke, die die erkrankte Hirnfunktion verbessern. Dies konnte in umfangreichen Laborstudien gezeigt werden.
Die – positive – Konsequenz: Das Gedächtnisnetzwerk wird angetrieben und die Gedächtnisleistung steigt. Einige Patientinnen und Patienten berichten auch von deutlicher Stimmungsverbesserung. Und es fällt ihnen wieder leichter, körperlich aktiv zu sein und sich an Unterhaltungen aktiv zu beteiligen.
TPS als „Zusatzchance“
Beisteiner: „Es ist, als ob man einen alten Motor wieder anwirft. Jene Nervenzellen, die noch aktivierbar sind, zeigen danach deutliche Verbesserungen. Dadurch wird der Leistungsabfall gebremst.“
Neben Alzheimer, Parkinson oder Multipler Sklerose sind alle Erkrankungen, die sich durch Aktivierung noch funktionierender Nervenzellen verbessern lassen, mögliche Einsatzbereiche von TPS. Gleichzeitig ist die TPS eine „Zusatzchance“ für die Betroffenen, so Beisteiner, da alle laufenden Therapien mit Medikamenten und Physio- oder Ergotherapie weitergeführt werden können.
Die neue Methode ist aber auch für die neurowissenschaftliche Grundlagenforschung bedeutsam.
Gesucht: Studienteilnehmerinnen und -teilnehmer
Für die Verbesserungen der Gehirnleistung reichten in der klinischen Pilotstudie – diese wurde sogar vom renommierten Top-Journal Advanced Science als Cover-Artikel veröffentlicht – sechs Sitzungen zu je einer Stunde in einem Zeitraum von zwei Wochen. Sollten sich die Pilotergebnisse bestätigen, gehen führende NeurowissenschafterInnen von einem Durchbruch bei Behandlungsmöglichkeiten für Hirnerkrankungen aus.
Bevor diese Methode aber in den regulären Einsatz in der Klinik gelangen kann, sind weitere wissenschaftliche Studien zur Evaluierung der Ergebnisse notwendig. „Dafür suchen wir noch Probandinnen und Probanden, die Alzheimer- oder Parkinson-Diagnosen aber sonst keine Hirnerkrankungen haben“, sagt Beisteiner.
Bei Interesse haben sie die Möglichkeit, sich unter der Wiener Telefonnummer 01/ 40 400 – 34080 für die Studie zu melden.
Service: Advanced Science
Die Originalstudie “Transcranial Pulse Stimulation with Ultrasound in Alzheimer’s Disease – A New Navigated Focal Brain Therapy.” Roland Beisteiner, Eva Matt, Christina Fan, Heike Baldysiak, Marleen Schönfeld, Tabea Philippi-Novak, Ahmad Amini, Tuna Aslan, Raphael Reinecke, Johann Lehrner, Alexandra Weber, Ulrike Reime, Cédric Goldenstedt, Ernst Marlinghaus, Mark Hallett, Henning Lohse-Busch. DOI: 10.1002/advs.201902583 können sie auch HIER nachlesen [in Englischer Sprache].
(Bilder: Pixabay.com)