Sanfte Stimulation fürs Gehirn: Ultraschall-Hologramm ersetzt Eingriff
Forschende aus Zürich und New York haben eine Methode entwickelt, mit der sich mehrere Hirnregionen gleichzeitig durch die Schädeldecke hindurch stimulieren lassen. Die Technik könnte künftig Therapien bei Alzheimer, Parkinson oder Depressionen gezielter und sicherer machen.
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Forschende der ETH Zürich, der Universität Zürich (UZH) und der New York University haben eine neue Methode entwickelt, um mehrere Hirnregionen gleichzeitig mit Ultraschall zu stimulieren – ohne Operation, durch die Schädeldecke hindurch.
Das Verfahren basiert auf niedrigintensivem Ultraschall, der Nervenzellen gezielt anregen oder dämpfen kann. Es eröffnet neue Wege zur Behandlung neurologischer Erkrankungen wie Alzheimer, Tremor, Epilepsie oder Depressionen.
Wie ein Hologramm im Gehirn
Das Gerät erzeugt ein dreidimensionales Ultraschall-Hologramm: Hunderte winzige Wandler senden kurze Impulse aus, deren Schallwellen sich überlagern und präzise Brennpunkte im Gehirn bilden. So können die Forschenden drei bis fünf definierte Stellen gleichzeitig ansteuern – ein entscheidender Fortschritt gegenüber bisherigen Verfahren.
«Das Gehirn funktioniert in Netzwerken. Es ist daher einfacher, ein Hirnnetzwerk anzuregen oder zu dämpfen, wenn man das an mehreren Punkten gleichzeitig macht.» Daniel Razansky, ETH Zürich und UZH.
Durch die gleichzeitige Aktivierung mehrerer Punkte können die Forschenden mit geringerer Schallintensität arbeiten – ein Sicherheitsgewinn für das empfindliche Gehirn.
Der Durchmesser der Haube beträgt etwa acht Zentimeter. Grafik: Estrada H et al. Nature Biomedical Engineering 2025.
Frühere Ansätze litten unter einem «Alles-oder-nichts-Effekt»: zu schwach – keine Wirkung; zu stark – unkontrollierte Aktivierung oder Überhitzung. Die neue Technik reduziere diese Risiken deutlich und erlaube zugleich, die Effekte in Echtzeit sichtbar zu machen.
ETH-Forschung betroffen von US-Förderstopp
Die aktuelle Arbeit, erschienen in «Nature Biomedical Engineering», diente vor allem der Technologieentwicklung und wurde an Mäusen erprobt. Untersuchungen am Menschen wären in diesem frühen Stadium weder verantwortlich, noch zulässig, so die Forschenden.
«Zunächst müssen wir lernen, wie wir den Eingriff kontrollieren können, und wir müssen gewährleisten, dass er für die Behandlung von Gehirnerkrankungen sicher und wirksam und ist», betont Daniel Razansky. Er ist Professor an der ETH Zürich und der Universität Zürich und hat die Arbeit gemeinsam mit einem Kollegen der New York University geleitet.
Finanziert wurde die Studie unter anderem von den National Institutes of Health (NIH). Weil die amerikanische Behörde derzeit unter politischem Druck stehe und keine Gelder mehr ins Ausland vergebe, könnten die Forschenden die Zusammenarbeit derzeit nicht im gleichen Rahmen fortsetzen, erklärt Razansky in einer Mitteilung der ETH Zürich. Die Forschenden suchen derzeit nach alternativen Finanzierungswegen.
Zur Originalpublikation:
- Estrada H, Chen Y, Lemaire T, et al.: «Holographic transcranial ultrasound neuromodulation enhances stimulation efficacy by cooperatively recruiting distributed brain circuits», in: «Nature Biomedical Engineering», Juli 2025.
- DOI: 10.1038/s41551-025-01449-x
