Ultraschall in der tiefen Hirnstimulation

Aktuelle nicht-invasive neuromodulatorische Ansätze wie die transkranielle Magnetstimulation (TMS) und die transkranielle Gleichstromstimulation (tDCS) haben sich als wirksam erwiesen, um vorübergehende plastische Veränderungen im menschlichen Kortex zu induzieren. Diese Technologien haben jedoch eine schlechte räumliche Auflösung, leiden unter einem Kompromiss bei der Tiefenfokussierung und erfahren eine signifikante Dämpfung in der Tiefe. Daher können sie neurales Gewebe unterhalb der Oberfläche des Kortex nicht effektiv anvisieren. Transkraniell fokussierter Ultraschall (tFUS) ist eine neue und sehr vielversprechende nicht-chirurgische Niedrigenergietechnik zur Induktion transienter Plastizität mit hoher räumlicher Auflösung, einstellbarem Fokus und geringer Gewebedämpfung. tFUS wurde sicher und effektiv zur neuralen Stimulation bei Mäusen, Kaninchen und Affen eingesetzt, und meine Forschung hat gezeigt, dass tFUS auch eine sichere und effektive Methode zur transienten kortikalen Stimulation beim Menschen ist. Nachdem seine Wirksamkeit beim Menschen für die kortikale Stimulation nachgewiesen wurde, besteht der nächste Schritt darin, die hohe räumliche Auflösung und die tiefen Brennweiten von tFUS zu nutzen, um subkortikale neurale Strukturen zu stimulieren. Gegenwärtig besteht die einzige Möglichkeit, subkortikale Strukturen zu stimulieren, in einer teuren und riskanten Operation. Zweck dieses Vorschlags ist es, tFUS auf subkortikale Stimulation zu testen. Die Fähigkeit, kleine neurale Strukturen bis tief in den Kortex ohne invasive Chirurgie einzeln zu stimulieren, hätte breite Anwendung in den Grundlagen der Neurowissenschaften für die Untersuchung der Gehirnstruktur und -funktion sowie für die potenzielle Diagnose und Therapie vieler neurologischer und psychiatrischer Erkrankungen.