Onderdrukking van pathologische oscillaties met transcraniële gefocusseerde ultrageluid in de ziekte van Parkinson

Waarom dit belangrijk is voor mensen met Parkinson

Mensen met de ziekte van Parkinson hebben vaak te maken met vertraagde bewegingen, stijfheid en tremor die bestaande medicijnen en hersenimplantaten slechts gedeeltelijk verlichten. Deze studie onderzoekt of zachte pulsen van gefocust ultrageluid, toegediend van buiten de schedel, abnormale hersenritmes die aan deze symptomen gekoppeld zijn kunnen dempen, en wijst daarmee op een toekomstige behandeling die geen hersenchirurgie vereist.

Een nieuwe manier om diepe hersengebieden te bereiken

De ziekte van Parkinson verandert hoe groepen hersencellen gezamenlijk vuren, vooral in diepe structuren die de beweging helpen regelen. In deze gebieden wordt een type hersenritme dat bètactiviteit heet uitzonderlijk sterk en hangt dit samen met vertraagde beweging. Artsen kunnen symptomen al verlichten door dopamine te vervangen met medicatie of door diepe hersenstimulatie, waarbij chirurgisch geïmplanteerde elektroden elektrische pulsen afgeven. Chirurgie is echter ingrijpend en niet voor iedereen geschikt. Gefocust ultrageluid biedt een andere route: geluidsgolven worden door de schedel gestuurd naar precieze punten in de hersenen zonder incisie.

Het ontwerpen van een zorgvuldig proof of concept

De onderzoekers werkten met vier mannen die al diepe hersenstimulatie-elektroden hadden in een gebied dat de subthalamische kern heet. Dit stelde het team in staat diepe hersensignalen op te nemen terwijl ze ultrageluid testten. Met behulp van hersenscans en geavanceerde kaartsystemen identificeerden ze een verbonden regio in een nabijgelegen structuur, de globus pallidus, als doel voor het ultrageluid. Elke deelnemer nam deel aan twee sessies op afzonderlijke dagen. Op de ene dag werden ultrageluidpulsen gericht op dit bewegingscontrolecentrum. Op de andere dag werden pulsen gericht op een met vocht gevulde ruimte in de hersenen die als actieve controleplaats diende. Binnen elke dag volgden sessies zonder ultrageluid op sessies met ultrageluid, en zowel de proefpersonen als de onderzoekers waren niet op de hoogte welke conditie actief was.

Schadelijke ritmes dempen en reacties versnellen

Wanneer ultrageluid gericht was op het bewegingscontrolegebied en gepulseerd werd op 130 keer per seconde, daalde het abnormale bètaritme gemeten door de nabije diepe hersenelektrode aan dezelfde kant gemiddeld met ongeveer tien procent vergeleken met de controleconditie. Bij vrijwilligers die twee afzonderlijke bètapieken toonden, werd alleen het deel met lagere frequentie verminderd, wat overeenkomt met wat bekend is over welke banen het meest bijdragen aan bewegingsvertraging. De daling in diepe bètactiviteit volgde nauwgezet veranderingen in activiteit gemeten aan het oppervlak van de hersenen in het primaire motorische gebied aan dezelfde kant, wat suggereert dat ultrageluid een breder bewegingsnetwerk beïnvloedde. Cruciaal was dat tijdens een beslissings- en reactietaak waarbij deelnemers de beweging van stippen op een scherm beoordeelden, hun reactietijden met bijna achttien procent verbeterden wanneer ultrageluid op het bewegingscentrum werd toegepast.

Uitsluiten van eenvoudige artefacten

Aangezien ultrageluid subtiele mechanische trillingen kan veroorzaken, controleerde het team zorgvuldig of de waargenomen signaalveranderingen echte herseneffecten waren en geen technische ruis. In bankexperimenten sonificeerden ze een diepe hersenelektrode geplaatst in een gelmodel en testten verschillende pulspatronen. Langzame pulssnelheden creëerden duidelijke mechanische artefacten in de frequentieband van belang, maar het snelle patroon dat in de hoofdstudie werd gebruikt deed dat niet. Simulaties toonden ook aan dat eventuele verwarming in het hersenweefsel ruim binnen de aanvaarde veiligheidslimieten bleef, en het ultrageluidfocale punt werd enkele millimeters van de geïmplanteerde elektrodetips gehouden. Deze stappen ondersteunen de conclusie dat de verminderingen in bètakracht en de snellere reacties echte veranderingen in hersenactiviteit weerspiegelen.

Wat dit kan betekenen voor toekomstige behandeling

Deze kleinschalige, vroege studie suggereert dat gefocust ultrageluid, afgestemd om succesvolle elektrische stimulatie na te bootsen, schadelijke hersenritmes die samenhangen met bewegingsvertraging bij de ziekte van Parkinson kan dempen en de prestatie in een bewegingstaak bescheiden kan verbeteren, alles zonder chirurgie. Hoewel het onderzoek slechts vier personen betrof en geen duidelijke veranderingen liet zien op standaard klinische scores, biedt het een eerste demonstratie dat niet-invasief ultrageluid een goed onderzocht ziektekenmerk in dezelfde nuttige richting kan beïnvloeden als bestaande therapieën. Met vervolgonderzoek om de pulsinstellingen te verfijnen, te begrijpen waarom reacties tussen individuen verschillen en langdurigere effecten te testen, zou deze benadering deel kunnen worden van een nieuw instrumentarium voor de behandeling van Parkinson en mogelijk andere hersenaandoeningen die worden aangedreven door abnormale ritmes.

Bronvermelding: Eraifej, J., Toth, J., Hanemaaijer, J. et al. Suppression of pathological oscillations with transcranial focused ultrasound in Parkinson’s disease. Nat Commun 17, 4471 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-70714-7

Trefwoorden: Ziekte van Parkinson, gefocust ultrageluid, diepe hersenstimulatie, hersenritmes, neuromodulatie