Gehirnstimulation: Magnetkugeln statt Elektroden

Forscher des Massachusetts Institute of Technology (MIT) http://web.mit.edu haben mit winzigen vibrierenden Partikeln ein neues Verfahren zur Stimulierung des Gehirns entwickelt. Dieses Verfahren ist ein neuer Ansatz der Tiefenhirnstimulation, bei der Elektroden im Gehirn angebracht werden, die rasche Impulse schwachen elektrischen Stroms abgeben. Der Ansatz könnte bei Parkinson, Alzheimer, Zwangserkrankungen und Depressionen helfen.

Aktivierung von Rezeptoren

Das Team um Polina Anikeeva wurde von Proteinen inspiriert, die dem Menschen ermöglichen, würzige Speisen zu schmecken. Anikeevas Ziel war es, ohne Elektroden auszukommen und zusätzlich besser auf bestimmte Gehirnareale abzuzielen. Das Nervensystem des Menschen ist mit zellulären Rezeptoren übersät. Diese TRPV1-Rezeptoren reagieren auf Hitze und Schmerz.

Die Wissenschaftlerin fragte sich jedoch, ob diese Rezeptoren auch anders aktiviert werden können. Laut Anikeeva führen scharfer Pfeffer und Hitze zu den gleichen Empfindungen auf der Zunge. Verantwortlich dafür ist das gleiche Protein. Die Experten injizierten magnetische Nanopartikel in eine bestimmte Gehirnregion von drei Mäusen. Danach wurden die Gehirne mit niederfrequenten Magnetfeldern stimuliert.

Diese Felder wurden zuerst in eine Richtung angewendet und dann in eine andere. Die Nanopartikel gaben Hitze ab, als sie versuchten, sich wieder an das Feld anzupassen. Diese Hitze wurde von den TRPV1-Rezeptoren naheliegender Neuronen aufgegriffen. Die Folge waren eine Aktivierung und die Weitergabe elektrischer Signale.

Langfristiger Nutzen als Ziel

Einem „Science“-Bericht http://sciencemag.org  zufolge waren die Nanopartikel auch noch einen Monat später in der Lage, das Gehirn zu stimulieren. Das Team beobachtet die Tiere derzeit, um herauszufinden, wie lange dieser Effekt anhält und wie sicher dieses Verfahren langfristig ist. Die eingesetzten Nanopartikel sind bereits für den Einsatz bei Patienten zugelassen.

Die Partikel kommen bereits zum Beispiel bei MRT-Scans oder der Behandlung von Krebs zum Einsatz. Bisher konnten laut Anikeeva keine Nebenwirkungen festgestellt werden. Das Verfahren soll in Zukunft dahingehend verbessert werden, dass verschiedene Partikel in Gehirnregionen injiziert werden können.

Jeder Partikel würde dann auf eine eigene Amplitude und Frequenz der Schwingungen des Magnetfelds reagieren. Damit würde es möglich, eine Gehirnregion zu stimulieren und dann eine andere. Ziel ist es, die Auswirkungen zu erforschen. Ludvic Zrinzo vom University College London zufolge sind diese Möglichkeiten vielversprechend.

Zrinzo ist jedoch skeptisch, ob die Tiefenhirnstimulation ersetzt werden kann. Bei der Injektion von Partikeln in das Gehirn handle es sich zudem immer noch um einen Eingriff. Zusätzlich handle es sich bei der Tiefenhirnstimulation um ein sehr einfaches Verfahren. „In der klinischen Praxis sind es gerade die einfachen Ansätze, die häufig am besten funktionieren.“