Schluss mit Tabletten? – Mit Ultraschall Schmerzen lindern
In der Medizin ist Ultraschall zuallererst eine diagnostische Methode. Doch er wird auch therapeutisch eingesetzt, etwa um Muskelschmerzen zu lindern. Jetzt hat ein Forschungsteam in den USA erstmals gezeigt, dass Schallwellen die Schmerzwahrnehmung auch dort reduzieren können, wo sie entsteht: im Gehirn.
Eine neue Studie zeigt: Wenn fokussierter Ultraschall niedriger Intensität auf ein bestimmtes Hirnareal trifft, kann dies das Schmerzempfinden herabsetzen.
Foto: PantherMedia.net/Olly18
Ob in der Schwangerschaftsvorsorge oder bei Kontrolluntersuchungen von Gefäßen oder Organen: Als bildgebendes Verfahren ist Ultraschall in der modernen Medizin weit verbreitet. Die Methode gilt als unkompliziert, schmerzlos und risikoarm. Auch in der Therapie wird Ultraschall eingesetzt. Dabei machen Medizinerinnen und Mediziner sich die biologische Wirkung von Schallwellen hoher Intensität zunutze: Sie erwärmen leicht das Gewebe und lösen eine sanfte Bewegung darin aus. Beides aktiviert den Stoffwechsel. Therapeutischer Ultraschall wird heute zum Abtragen von Narbengewebe eingesetzt, lokal zur Schmerzlinderung an Sehnen oder Muskeln sowie zur Tumorbehandlung.
Auch Schallwellen von geringer Intensität haben Auswirkungen auf den Körper. Diese sind jedoch sanft und vorübergehend. Sie verändern beispielsweise die Aktivität von Nervenzellen. Könnte man dieses Wissen nicht auch therapeutisch nutzen, und falls ja, wie? Diese Frage interessiert Forschende der Neurowissenschaften seit Langem. Untersucht wird beispielsweise, ob die transkranielle Magnetstimulation zur Behandlung von Depressionen eingesetzt werden könnte.
Fokussierter Ultraschall dringt bis ins Gehirn vor
Einen ganz neuen Ansatz hat ein Forschungsteam des Virginia Tech College (VTC) in einer Studie verfolgt, die jetzt veröffentlicht wurde: Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler haben Schallwellen von fokussiertem Ultraschall niedriger Intensität auf eine Stelle tief im Gehirn gerichtet, nämlich auf die sogenannte Insula.
Das Studieninteresse formuliert Wynn Legon vom Fralin Biomedical Research Institut des VTC so: „Können wir die fokussierte Ultraschallenergie in diesen Teil des Gehirns bringen, und bewirkt sie etwas? Verändert sich sie die Reaktion des Körpers auf einen schmerzhaften Reiz und verändert so die Schmerzwahrnehmung?“ Das Hirnareal der Insula spielt nach heutigem Wissen eine entscheidende Rolle in der subjektiven Schmerzwahrnehmung. Das Team von Wynn Legon war nach eigenen Angaben das erste, das in einer Studie die Manipulation der Insula mit fokussiertem Ultraschall untersucht hat.
Einfluss auf subjektives Schmerzempfinden und Herzschlag
An der „Proof-of-Principle“-Studie nahmen 23 Gesunde teil. Sie wurden Wärmereizen auf dem Handrücken ausgesetzt, die einen Schmerz erzeugen sollten. Währenddessen trugen sie ein Gerät am Körper, das Ultraschallwellen an eine Stelle in ihrem Gehirn leitete. Die Schallwellen wurden mittels Magnetresonanztomographie (MRT) fokussiert. Dabei bewerteten die Teilnehmerinnen und Teilnehmer ihr Schmerzempfinden bei jeder Anwendung auf einer Skala von null bis neun.
Zudem maß das Forschungsteam um Wynn Legon ihre Herzfrequenz sowie deren Variabilität (die Unregelmäßigkeit der Dauer zwischen zwei Herzschlägen). Damit ermittelten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, wie der Ultraschall im Gehirn die körperliche Reaktion auf einen Schmerzreiz beeinflusst.
Fokussierter Ultraschall als Alternative zu Opioiden?
Die Teilnehmenden berichteten von einer durchschnittlichen Verringerung der Schmerzen um einen dreiviertel Punkt. Das klinge vielleicht erst einmal wenig, meint Wynn Legon, der auch Assistenzprofessor an der School of Neuroscience im Virginia Tech’s College of Science ist. Er betont jedoch: „Sobald man einen vollen Punkt erreicht, ist es fast klinisch bedeutsam. Es könnte einen großen Unterschied in der Lebensqualität ausmachen oder die Möglichkeit bieten, chronische Schmerzen mit rezeptfreien Medikamenten statt mit verschreibungspflichtigen Opioiden zu behandeln.“
Den Forschenden gelang es zudem, zu zeigen, dass die Anwendung der Ultraschallwellen günstig auf kardiovaskuläre Stressreaktionen wirkt. Die Werte von Herzfrequenz und Herzfrequenzvariabilität sanken – eine Entwicklung, die mit einer besseren Gesundheit assoziiiert wird.
Die Interventionsstudie hat also nachgewiesen, dass das Konzept der gezielten Ultraschall-Behandlung des Hirnareals Insula funktioniert. Künftig will das Labor-Team um Wynn Legon seine Arbeit an Forschungsfragen ausrichten, die sich an die Ergebnisse anschließen, etwa, wie sich Herz und Gehirn gegenseitig beeinflussen, und ob es möglich wäre, die Schmerzwahrnehmung zu mildern, indem man die körperlichen Stressauswirkungen des Schmerzes reduziert.
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