Gehirnstimulation: Nanopartikel statt Elektroden genutzt (Foto: web.mit.edu)

Cambridge (pte007/13.03.2015/10:30) –

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."