Et nytt ultralydsystem for presis nevromodulering av dype hjernestrukturer

Det er en artikkel i Nature Communications som forteller dette¹.

Dypt inne i hjernen ligger basalgangliene og thalamuskjernene, som spiller sentrale roller i alle aspekter av menneskelig atferd. Deres dysregulering er patognomonisk for en rekke nevrologiske og psykiatriske tilstander². Muligheten til nøyaktig å modulere nevronal aktivitet innenfor disse områdene innebærer potensielt revolusjonerende terapeutiske veier for disse ofte ødeleggende lidelsene som er motstandsdyktige mot tradisjonelle behandlinger³. Det gir også innsikt i nevrale kretsløp i sunne hjerner, og presenterer en plausibel vei til ny forståelse av grunnleggende kognitive prosesser som bevissthet⁴.

Problemet er at dagens nevromodulerende teknikker har klare begrensninger når det gjelder å påvirke disse dype hjernestrukturene. Selv om dyp hjernestimulering er effektiv, er det en invasiv metode som innebærer kirurgisk risiko. Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) og Transcranial Direct Current Stimulation (tDCS) tilbyr ikke-invasive alternativer, men mangler den nødvendige dybdepenetrasjonen og rompresisjonen^5-6.

Transkraniell ultralydstimulering (TUS) har dukket opp som en lovende modalitet for ikke-invasiv hjernemodulering, og tilbyr den unike fordelen med dypvevspenetrasjon7,8. Denne teknikken, som utnytter anvendelsen av ultralydbølger, har et betydelig potensial for å påvirke nevrale aktiviteter hos mennesker i både overfladiske og dype hjerneregioner. Imidlertid innebærer teknikken en balansegang mellom dyp penetrasjon og fokal presisjon - jo dypere penetrasjon, jo lavere presisjon og vice versa.

I denne artikkelen presenterer forskerne et avansert transkranialt ultralydsystem for presis og dyp transkranial stimulering. Enheten kan treffe hjerneregioner 1000 ganger mindre enn det vanlig ultralyd kan, og ser ut til å kunne erstatte dyp hjernestimulering ved behandling av Parkinsons sykdom. Det har også potensial for tilstander som depresjon, Tourettes syndrom, kroniske smerter, Alzheimers og avhengighet.

Studien viser at systemet kan treffe hjerneregioner som er 30 ganger mindre enn det dyp hjernestimulering kan treffe, områder med riskornstørrelse - og metoden er noninvasiv. Metoden omtales som en milepæl innenfor nevrovitenskapen⁷. Ytterligere studier behøves likevel. Så langt har det tatt forskerne 12 år å utvikle metoden.