Forscher der ETH Zürich, der Universität Zürich und der New York University (NYU) haben im Juli 2025 ein neuartiges System zur holografischen transkraniellen Ultraschallstimulation (TUS) entwickelt. Diese Innovation ermöglicht die präzise, nicht-invasive Aktivierung mehrerer Gehirnregionen gleichzeitig und stellt einen bedeutenden Fortschritt in der Behandlung neurologischer und psychiatrischer Erkrankungen dar.
Das holografische TUS-System nutzt ein helmähnliches Array mit 512 Ultraschallemittoren, um Schallwellen in komplexe Muster zu fokussieren. Diese Muster durchdringen den Schädel und aktivieren spezifische Neuronen. Dieser Ansatz erhöht die Präzision und reduziert die benötigte Ultraschallintensität, was potenziell Nebenwirkungen minimiert. Die Veröffentlichung in Nature Biomedical Engineering liefert den ersten visuellen Beweis dafür, dass Ultraschallmuster Gehirnschaltkreise in lebenden Tieren aktivieren können. Diese Entdeckung könnte zu neuartigen, nicht-invasiven Behandlungen für Krankheiten wie Parkinson, Depressionen und Epilepsie führen. Die Forschung wird von den U.S. National Institutes of Health (NIH) finanziert.
Die Fähigkeit, mehrere Gehirnregionen gleichzeitig zu stimulieren, ist besonders vielversprechend, da das Gehirn in Netzwerken arbeitet und die gleichzeitige Aktivierung mehrerer Punkte die Beeinflussung eines Netzwerks erleichtert. Dies steht im Einklang mit der wachsenden Erkenntnis, dass neurologische Störungen oft komplexe Netzwerkprobleme sind, die eine gezielte, aber auch verteilte Intervention erfordern. Die holografische TUS-Methode stellt einen bedeutenden Schritt nach vorn dar, da sie eine nicht-invasive und hochpräzise Stimulation mehrerer Gehirnregionen gleichzeitig ermöglicht.
Diese Fortschritte in der nicht-invasiven Neuromodulation sind Teil eines breiteren Trends in der medizinischen Forschung. Die U.S. National Institutes of Health (NIH) fördern aktiv die Entwicklung und Verfeinerung neuartiger Neurostimulations- und Neuromodulationsgeräte zur Verbesserung der Behandlung von psychischen Erkrankungen. Während Techniken wie die tiefe Hirnstimulation (DBS) und die transkranielle Magnetstimulation (TMS) bereits wirksam sind, bietet die holografische TUS-Technologie das Potenzial, Therapien für eine breitere Palette von neurologischen und psychiatrischen Erkrankungen zu beschleunigen und die Lebensqualität von Millionen von Menschen weltweit zu verbessern.