Auf das Gehirn gerichteter Ultraschall kann Schmerzen lindern

Laut einer neuen Studie reduzierten eng fokussierte Schallwellen, die auf einen Bereich des Gehirns namens Insula gerichtet waren, sowohl die Schmerzwahrnehmung als auch die Reaktion des Körpers darauf.

Sie verspüren einen Schmerz, also nehmen Sie ein paar Ibuprofen oder Paracetamol. Wenn die Schmerzen stark oder chronisch sind, wird Ihnen möglicherweise etwas Stärkeres verschrieben – ein Opioid-Schmerzmittel, das unter bestimmten Umständen süchtig machen kann.

Aber was wäre, wenn Sie Schmerzen lindern könnten, indem Sie eine Stelle in Ihrem Gehirn, an der Schmerzen registriert werden, nichtinvasiv manipulieren?

Die neue Studie von Wynn Legon, Assistenzprofessor am Fralin Biomedical Research Institute an der Virginia Tech, und seinem Team weist auf diese Möglichkeit hin.

„Dies ist eine Proof-of-Principle-Studie“, sagt Legon. „Können wir die fokussierte Ultraschallenergie zu diesem Teil des Gehirns bringen und bewirkt sie etwas? Verändert es die Reaktion des Körpers auf einen schmerzhaften Reiz, um Ihre Schmerzwahrnehmung zu verringern?“

Fokussierter Ultraschall verwendet die gleiche Technologie wie bei der Betrachtung eines Babys im Mutterleib, sendet jedoch ein schmales Band von Schallwellen an einen winzigen Punkt. Bei hoher Intensität kann Ultraschall Gewebe abtragen. Bei geringer Intensität kann es sanftere, vorübergehende biologische Wirkungen hervorrufen, wie z. B. eine Veränderung der elektrischen Aktivität von Nervenzellen.

Neurowissenschaftler untersuchen seit langem, wie nicht-chirurgische Techniken wie die transkranielle Magnetstimulation zur Behandlung von Depressionen und anderen Problemen eingesetzt werden könnten. Legons Studie ist jedoch die erste, die auf die Insula abzielt und zeigt, dass fokussierter Ultraschall tief in das Gehirn eindringen kann, um Schmerzen zu lindern.

An der Studie nahmen 23 gesunde menschliche Teilnehmer teil. Auf ihre Handrücken wurde Wärme ausgeübt, um Schmerzen hervorzurufen. Gleichzeitig trugen sie ein Gerät, das mithilfe der Magnetresonanztomographie (MRT) fokussierte Ultraschallwellen an eine Stelle in ihrem Gehirn abgab.

Die Teilnehmer bewerteten ihr Schmerzempfinden bei jeder Anwendung auf einer Skala von null bis neun. Die Forscher überwachten außerdem die Herzfrequenz und die Herzfrequenzvariabilität jedes Teilnehmers – die Unregelmäßigkeit der Zeit zwischen den Herzschlägen –, um herauszufinden, wie sich Ultraschall auf das Gehirn auch auf die Reaktion des Körpers auf einen schmerzhaften Reiz auswirkt.

Die Teilnehmer berichteten von einer durchschnittlichen Schmerzreduktion um drei Viertelpunkte.

„Das mag wie eine kleine Menge erscheinen, aber sobald man den vollen Punkt erreicht hat, ist es fast klinisch bedeutsam“, sagt Legon, ebenfalls Assistenzprofessor an der School of Neuroscience der Virginia Tech. „Es könnte einen erheblichen Unterschied in der Lebensqualität machen oder in der Lage sein, chronische Schmerzen mit rezeptfreien Medikamenten anstelle von verschreibungspflichtigen Opioiden zu behandeln.“

Die Studie ergab auch, dass die Ultraschallanwendung die körperlichen Reaktionen auf die Schmerzbelastung reduzierte – Herzfrequenz und Herzfrequenzvariabilität, was mit einer besseren allgemeinen Gesundheit verbunden ist.

„Dein Herz ist kein Metronom. Die Zeit zwischen Ihren Herzschlägen ist unregelmäßig, und das ist gut so“, sagt Legon. „Die Verbesserung der Fähigkeit des Körpers, mit Schmerzen umzugehen und auf sie zu reagieren, kann ein wichtiges Mittel zur Verringerung der Krankheitslast sein.“

Die Wirkung von fokussiertem Ultraschall auf diese Faktoren deutet auf eine zukünftige Richtung für die Forschung des Legon-Labors hin – die Erforschung der Herz-Hirn-Achse oder der Frage, wie sich Herz und Gehirn gegenseitig beeinflussen und ob Schmerzen durch Reduzierung ihrer Auswirkungen auf den kardiovaskulären Stress gelindert werden können.

Die Studie wird in der Zeitschrift veröffentlicht SCHMERZ.

Die Studie wurde vom Seale Innovation Fund, der Focused Ultrasound Foundation und den National Institutes of Health unterstützt.

Quelle: Virginia Tech