Die Blut-Hirn-Schranke schützt das Gehirn vor fremden Stoffen, Krankheitserregern oder giftigen Stoffwechselprodukten des Blutkreislaufs. Gleichzeitig stellt sie damit auch die größte Hürde bei der Behandlung häufig auftretender Hirnerkrankungen wie z. B. Alzheimer oder Hirntumoren dar, denn etwa 98 Prozent aller Medikamente gelangen auf Grund der Barriere nicht ins Gehirn.

Hochintensiver fokussierter Ultraschall (HIFU) ist eine medizinische Anwendung, bei der durch gezielte Bündelung von Ultraschallwellen Körpergewebe lokal im Bereich von Millimetern zerstört wird, ohne die umliegenden Gewebebereiche zu schädigen. Dies ist möglich, da hierbei Schallwellen mit Frequenzen im niedrigen Megahertz (MHz)-Bereich durch geeignete Krümmung eines Schallgebers oder durch zeitversetzte Ansteuerung mehrerer kleiner Schallgeber in einem Fokus gebündelt werden, ähnlich wie bei einem Brennglas. Im Falle des thermalen Ablationsverfahrens, welches standardmäßig bei der Behandlung von Prostatakarzinomen und Uterusmyomen eingesetzt wird, erreicht die Temperatur im Ultraschallfokus bis zu 90°C.

In der Neurologie ist dieses Verfahren noch kein Standard, erfährt aber durch seine vielfältigen Einsatzmöglichkeiten in den letzten Jahren verstärktes Interesse. Eine denkbare Anwendung ist die Beschallung der Blut-Hirn-Schranke in Kombination mit der vorherigen Injektion von sogenannten Microbubbles. Bei dieser Variante des Verfahrens wird das Hirngewebe nicht erwärmt und zerstört, sondern die Blut-Hirn-Schranke punktuell und reversibel im Bereich weniger Millimeter geöffnet. Unter Zuhilfenahme der Magnetresonanztomografie ist eine gezielte Planung und Steuerung der Öffnungslokalisation in Echtzeit möglich (magnetresonanzgesteuerter fokussierter Ultraschall, MRgFUS). Erste Versuche unserer Arbeitsgruppe in Ratten und Mäusen zeigen, dass diese gezielte nicht-invasive Beschallung bei den richtigen Parametern ohne das Risiko von Blutungen möglich ist.