Schmerzfrei ohne Pillen: Schlaues Implantat könnte Millionen helfen

Ein flexibles Implantat erkennt automatisch Schmerzsignale und reagiert mit gezielter elektrischer Stimulation. Es kommt ganz ohne Batterie aus und nutzt stattdessen Ultraschall von außen - gesteuert durch maschinelles Lernen. Das bringt Hoffnung für Millionen.

KI-Implantat stoppt Schmerz: Mit Technik gegen Pillen

In Deutschland leiden laut Zahlen der Deutschen Schmerzgesellschaft rund 23 Millionen Menschen an chronischen Schmerzen - für viele ist er dauerhaft einschränkend. Die gängigen Behandlungen basieren auch heute noch oft auf Opioiden, die nicht nur süchtig machen, sondern auch starke Nebenwirkungen zeigen. Hier setzt eine spannende technische Entwicklung aus Kalifornien an.

Ein interdisziplinäres Forschungsteam der University of Southern California hat einen Prototyp vorgestellt, der mehrere Probleme heutiger Schmerztherapien gleichzeitig adressiert: Ein biegsames Implantat, das drahtlos per Ultraschall mit Energie versorgt wird, erkennt neuronale Schmerzsignale und gibt passende elektrische Impulse an das Rückenmark weiter - ohne Batterie, ohne permanente Eingriffe.

Wir haben ein flexibles Implantat entwickelt, das drahtlos per Ultraschall betrieben wird und Schmerzen erkennen sowie gezielt behandeln kann - angepasst an die individuellen Bedürfnisse von Menschen mit chronischen Schmerzen.

Im Inneren des Systems befinden sich piezoelektrische Bauteile, also Komponenten, die mechanische Schwingungen - in diesem Fall von Ultraschall - direkt in elektrische Energie umwandeln. Diese Energie reicht aus, um eine elektrische Stimulation über im Implantat integrierte Elektroden auszulösen.

Das Besondere: Die Intensität dieser Impulse ist nicht starr vorgegeben. Stattdessen analysiert ein Machine-Learning-Modell die Hirnsignale des Patienten, klassifiziert die Schmerzintensität und steuert daraufhin gezielt die Stärke der Stimulation. So reagiert das System adaptiv auf wechselnde Zustände. Sollte sich das Verfahren bewähren, könnte damit ein bisher kaum erreichter Grad an Individualisierung bei Schmerztherapie möglich werden. Der Aufbau des Schmerzimplantats (Credit: Nature Electronics) Fakten: Neues Schmerzimplantat im Überblick

Tests laufen, langer Weg

Getestet wurde das Verfahren in Studien mit frei beweglichen Ratten, bei denen unterschiedliche Schmerzreize ausgelöst wurden. Das System konnte die Schmerzlevel präzise erkennen und die Stimulation entsprechend anpassen. Die Autoren sprechen von einer "zielgerichteten, selbst adaptiven und quantitativen" Schmerzbehandlung durch das Implantat. Funktionsweise des Schmerzimplantats (Credit: Nature Electronics) Laut der Veröffentlichung in Nature Electronics soll das System künftig weiterentwickelt werden - zunächst in größeren Tiermodellen, später möglicherweise auch in klinischen Studien am Menschen. Perspektivisch ließe sich die Ultraschalltechnik auch für andere medizinische Anwendungen anpassen, etwa bei neurologischen Störungen oder sensorischen Implantaten.


Siehe auch: