Medizintechnik

Kontaktlinsen gegen Depressionen: Neue Technologie stimuliert das Gehirn

Das Auge ist eng mit dem Gehirn verbunden. Die Netzhaut verarbeitet nicht nur Lichtreize, sondern steht auch mit Bereichen in Verbindung, die Schlaf, Hormone, Aufmerksamkeit und emotionale Prozesse steuern. Über diese neuronalen Netzwerke beeinflusst das visuelle System unter anderem die Stressverarbeitung sowie die Regulation von Stimmung und Angst.

Genau diesen biologischen Zusammenhang machte sich ein Forschungsteam rund um den Materialwissenschaftler Jang-Ung Park von der Yonsei-Universität zunutze. Die Wissenschaftler entwickelten weiche, transparente Kontaktlinsen mit integrierten Elektroden. Diese senden gezielte elektrische Impulse über die Netzhaut an bestimmte Hirnregionen. Die Ergebnisse der Studie wurden in der Fachzeitschrift Cell Reports Physical Science veröffentlicht.

Nach Einschätzung der Forschenden könnte dieser Ansatz neue Wege in der Behandlung neurologischer und psychiatrischer Erkrankungen eröffnen. Neben Depressionen sehen sie langfristig auch Potenzial bei Angststörungen, Suchterkrankungen oder altersbedingtem geistigem Abbau.

Präzise Hirnstimulation über das Auge

Intelligente Kontaktlinsen werden bereits seit einiger Zeit erforscht, etwa zur Kontrolle des Augeninnendrucks oder zur Messung bestimmter Gesundheitswerte. Nun kam die Technologie erstmals experimentell zur Behandlung neurologischer Probleme zum Einsatz.

Für die Versuche entwickelten die Forschenden winzige Linsen, die an das Auge der Versuchsmäuse angepasst wurden. Die Stimulation erfolgte mithilfe einer Technik namens temporale Interferenzstimulation. Dabei treffen zwei elektrische Signale aufeinander, deren Wirkung erst an einem bestimmten Schnittpunkt im Gehirn entsteht. Auf diese Weise lassen sich gezielt einzelne Regionen aktivieren, ohne umliegendes Gewebe stark zu beeinflussen.

Park vergleicht das Prinzip mit zwei Taschenlampen: Jeder Lichtstrahl allein bleibt schwach, doch dort, wo sich beide überschneiden, entsteht ein heller Fokuspunkt. Ähnlich würden sich auch die elektrischen Signale erst im gewünschten Zielbereich verstärken.

Vergleichbare Wirkung wie ein Antidepressivum

Die Wissenschaftler testeten die Technologie an Mäusen, bei denen zuvor durch Stresshormone depressive Symptome ausgelöst worden waren. Über einen Zeitraum von drei Wochen erhielten die Tiere täglich eine halbstündige Behandlung mit den Kontaktlinsen. Eine zweite Gruppe bekam Fluoxetin, den Wirkstoff des bekannten Antidepressivums Prozac.

Beide Gruppen zeigten ähnliche Verbesserungen im Verhalten im Vergleich zu unbehandelten Tieren. Zusätzlich stellten die Forschenden Veränderungen in der Gehirnaktivität fest: Verbindungen zwischen Hippocampus und präfrontalem Kortex, die bei Depressionen oft geschwächt sind, wurden wieder gestärkt.

Auch biologische Marker entwickelten sich positiv. Entzündungswerte im Gehirn gingen zurück, das Stresshormon Corticosteron sank deutlich, während der Serotoninspiegel anstieg. Laut den Forschenden bestätigten sogar computergestützte Analysen mithilfe von Machine Learning die beobachteten Effekte.

Weitere Entwicklung geplant

Bevor die Technologie am Menschen getestet werden kann, stehen jedoch noch mehrere Schritte bevor. Das Team arbeitet derzeit an einer vollständig kabellosen Version der Linse und plant Langzeitstudien an größeren Tieren. Zudem soll die elektrische Stimulation künftig individuell an einzelne Nutzer angepasst werden. Erst danach könnten klinische Studien mit Patienten folgen.