Parkinson gehört zu den häufigsten neurologischen Erkrankungen weltweit. Allein in Deutschland leben Schätzungen zufolge mehr als 400.000 Menschen mit der Krankheit, in Österreich sind rund 20.000 bis 25.000 Menschen betroffen.

Trotz großer Fortschritte in der Behandlung gibt es bis heute keine Therapie, die den Krankheitsprozess aufhalten oder gar heilen kann. Medikamente können die Beschwerden oft über viele Jahre lindern, verlieren jedoch mit der Zeit häufig an Wirkung oder verursachen Nebenwirkungen.

Für manche Betroffene kommt deshalb ein sogenannter Hirnschrittmacher infrage – ein neurochirurgischer Eingriff, der jedoch aufwendig ist und nicht für alle Patientinnen und Patienten geeignet ist.

Nun sorgt eine Forschungsarbeit eines internationalen Teams unter Beteiligung der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) für Aufmerksamkeit.

Den Wissenschaftlern gelang es erstmals, bei Mäusen mit Parkinson-ähnlichen Symptomen tief liegende Hirnregionen mithilfe magnetischer Nanopartikel und eines äußeren Magnetfeldes gezielt zu stimulieren – ganz ohne dauerhaft implantierte Elektroden.

Die im Fachjournal Advanced Science veröffentlichte Studie gilt als vielversprechender neuer Ansatz in der sogenannten Neuromodulation.

Bis aus dem experimentellen Verfahren jedoch eine Therapie für Menschen werden könnte, dürfte noch einige Zeit vergehen.

Parkinson – weit mehr als nur Zittern

Wenn von Parkinson die Rede ist, denken viele Menschen zunächst an das typische Zittern der Hände. Tatsächlich gehört dieses sogenannte Ruhezittern zwar zu den bekanntesten Symptomen, doch längst nicht alle Betroffenen entwickeln es.

Parkinson ist vielmehr ein komplexer Formenkreis neurologischer Erkrankungen, bei denen bestimmte Nervenzellen im Gehirn nach und nach zugrunde gehen.

Die häufigste Form ist das idiopathische Parkinson-Syndrom, bei dem die genaue Ursache bis heute nicht vollständig geklärt ist.

Daneben gibt es sogenannte atypische Parkinson-Syndrome sowie sekundäre Formen, die beispielsweise durch Medikamente, Durchblutungsstörungen oder andere Erkrankungen ausgelöst werden können.

Gemeinsam ist ihnen, dass die Steuerung von Bewegungsabläufen zunehmend gestört wird.

Typische Beschwerden sind:

• Verlangsamung aller Bewegungen (Bradykinese)
• Muskelsteifigkeit (Rigor)
• Ruhezittern (Tremor)
• Gleichgewichts- und Gangstörungen
• verminderte Mimik („Maskengesicht“)
• kleinschrittiger, unsicherer Gang

Hinzu kommen zahlreiche Beschwerden, die vielen Menschen kaum bekannt sind.

Dazu gehören Schlafstörungen, Depressionen, Angstzustände, Verstopfung, Riechstörungen oder Konzentrationsprobleme. Manche dieser sogenannten nicht-motorischen Symptome treten sogar Jahre vor den ersten Bewegungsstörungen auf.

Das eigentliche Problem liegt tief im Gehirn

Die Ursache der typischen Parkinson-Symptome liegt in einer kleinen Region des Mittelhirns, der sogenannten Substantia nigra („schwarze Substanz“).

Dort befinden sich Nervenzellen, die den wichtigen Botenstoff Dopamin produzieren.

Dopamin ist für zahlreiche Funktionen des Gehirns unverzichtbar. Es spielt unter anderem eine Rolle bei:

• der Steuerung flüssiger Bewegungen
• Motivation und Antrieb
• Lernen
• Belohnungsprozessen
• Aufmerksamkeit

Bei Parkinson sterben diese dopaminproduzierenden Nervenzellen langsam ab. Erst wenn bereits rund 50 bis 70 Prozent der Zellen verloren gegangen sind, werden die ersten Bewegungsstörungen sichtbar. Zu diesem Zeitpunkt ist die Erkrankung im Gehirn meist schon seit vielen Jahren aktiv.

Warum Dopamin so schwer zu ersetzen ist

Auf den ersten Blick scheint die Behandlung naheliegend: Wenn Dopamin fehlt, müsste man den Botenstoff einfach ersetzen. Doch genau hier beginnt die Herausforderung.

Dopamin selbst kann die sogenannte Blut-Hirn-Schranke nicht überwinden. Deshalb erhalten Patientinnen und Patienten in der Regel die Vorstufe Levodopa (L-Dopa), die im Gehirn in Dopamin umgewandelt wird. Seit den 1960er-Jahren gilt L-Dopa als wirksamstes Medikament gegen Parkinson.

Gerade in den ersten Krankheitsjahren verbessert sich dadurch die Beweglichkeit oft eindrucksvoll. Viele Betroffene gewinnen einen großen Teil ihrer Lebensqualität zurück.

Allerdings löst die Therapie das eigentliche Problem nicht: Die Nervenzellen sterben weiterhin langsam ab.

Dadurch verändert sich auch die Verarbeitung des Dopamins im Gehirn.

Mit fortschreitender Erkrankung treten deshalb häufig sogenannte motorische Fluktuationen auf.

Die Wirkung einer Tablette hält immer kürzer an, sodass sich Phasen guter Beweglichkeit mit Zeiten starker Bewegungseinschränkungen abwechseln. Zusätzlich entwickeln viele Patientinnen und Patienten unwillkürliche Überbewegungen (Dyskinesien), die ebenfalls belastend sein können.

Ein hochkomplexes Netzwerk statt eines einzelnen Schalters

Warum Parkinson so schwer behandelbar ist, hängt auch mit der Organisation des Gehirns zusammen. Bewegungen werden nicht von einer einzelnen Region gesteuert, sondern entstehen durch das Zusammenspiel zahlreicher Nervenzellverbände – den sogenannten Basalganglien.

Diese arbeiten wie ein fein abgestimmtes Netzwerk verschiedener Schaltkreise. Dopamin wirkt darin nicht einfach als „Ein-Aus-Schalter“, sondern beeinflusst zahlreiche hemmende und aktivierende Signale gleichzeitig.

Fehlt Dopamin, gerät dieses Gleichgewicht aus der Balance. Manche Nervenzellen feuern zu häufig, andere zu selten. Dadurch entstehen krankhafte Aktivitätsmuster, die letztlich zu den typischen Bewegungsstörungen führen.

Diese komplexen Veränderungen erklären auch, warum Medikamente allein oft nicht ausreichen und warum die Forschung seit Jahren nach Möglichkeiten sucht, direkt in diese gestörten Netzwerke einzugreifen.

Wenn Medikamente nicht mehr ausreichen

Für Menschen mit fortgeschrittener Parkinson-Erkrankung stehen neben Medikamenten verschiedene sogenannte gerätegestützte Therapien zur Verfügung.

Dazu gehören unter anderem:

• kontinuierliche Medikamentenpumpen
• Levodopa-Gel über eine Darmsonde
• die Tiefe Hirnstimulation (Deep Brain Stimulation, DBS)

Insbesondere die Tiefe Hirnstimulation hat sich in den vergangenen Jahrzehnten als wirksame Behandlung für ausgewählte Patientinnen und Patienten etabliert.

Dabei implantieren Neurochirurgen feine Elektroden in genau definierte Hirnregionen. Meist wird der sogenannte Nucleus subthalamicus (STN) oder der Globus pallidus internus angesteuert. Die Elektroden werden über dünne Kabel mit einem unter dem Schlüsselbein eingesetzten Impulsgeber verbunden – dem sogenannten Hirnschrittmacher.

Dieser sendet kontinuierlich elektrische Impulse aus und verändert dadurch die krankhaften Aktivitätsmuster innerhalb der motorischen Netzwerke.

Viele Betroffene profitieren erheblich von dieser Therapie. Zittern, Muskelsteifigkeit und Bewegungsverlangsamung können sich deutlich bessern, oftmals lassen sich sogar Medikamente reduzieren.

Warum der Hirnschrittmacher dennoch keine ideale Lösung ist

So erfolgreich die Tiefe Hirnstimulation sein kann – sie ist keineswegs für alle Betroffenen geeignet.

Die Implantation erfordert einen neurochirurgischen Eingriff am Gehirn, der zwar heute routinemäßig durchgeführt wird, aber dennoch Risiken birgt. Blutungen, Infektionen oder Fehlplatzierungen der Elektroden sind selten, können aber schwerwiegende Folgen haben.

Hinzu kommt, dass nicht alle Parkinson-Symptome gleichermaßen auf die elektrische Stimulation ansprechen. Vor allem Gleichgewichtsstörungen oder bestimmte nicht-motorische Beschwerden lassen sich oft nur begrenzt beeinflussen.

Auch die Einstellungen des Hirnschrittmachers müssen regelmäßig angepasst werden. Die Batterien des Systems müssen nach einigen Jahren ausgetauscht werden, was weitere Eingriffe erforderlich machen kann.

Nicht zuletzt schrecken viele Betroffene verständlicherweise vor einer Operation am Gehirn zurück oder erfüllen aufgrund ihres Alters oder anderer Erkrankungen die Voraussetzungen für den Eingriff nicht.

Deshalb suchen Forschende weltweit nach schonenderen Verfahren, mit denen sich dieselben Hirnregionen gezielt beeinflussen lassen – möglichst ohne dauerhaft implantierte Elektroden.

Eine neue Idee: Magnetfelder statt elektrischer Impulse

Genau an diesem Punkt setzt nun die neue Forschungsarbeit eines internationalen Teams unter Leitung der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg an.

Die Wissenschaftler entwickelten einen völlig neuen Ansatz, bei dem winzige magnetische Nanopartikel und ein äußeres Magnetfeld zusammenarbeiten, um die Aktivität tief liegender Nervenzellen zu verändern.

Im Gegensatz zur klassischen Tiefen Hirnstimulation soll dabei keine dauerhafte elektrische Verbindung zum Gehirn notwendig sein. Stattdessen nutzen die Forschenden einen bislang kaum ausgeschöpften biologischen Mechanismus: Sie aktivieren sogenannte mechanosensitive Ionenkanäle – also winzige Strukturen in der Zellmembran, die auf mechanische Reize reagieren.

Mithilfe speziell entwickelter magnetischer Nanoplättchen lassen sich solche mechanischen Reize von außen erzeugen. Werden die Partikel einem Magnetfeld ausgesetzt, richten sie sich aus und erzeugen minimale mechanische Kräfte.

Diese reichen aus, um die Zellmembran benachbarter Nervenzellen leicht zu verformen. Dadurch öffnen sich mechanosensitive Kanäle, durch die geladene Teilchen in die Zelle einströmen können. Auf diese Weise lässt sich die Aktivität von Nervenzellen beeinflussen, ohne sie direkt elektrisch zu stimulieren.

Ob dieses innovative Konzept tatsächlich das Potenzial besitzt, eines Tages den Hirnschrittmacher zu ergänzen oder teilweise sogar zu ersetzen, untersuchten die Forschenden nun erstmals in einem Tiermodell mit Parkinson-ähnlichen Symptomen.

Magnetische Nanoplättchen beeinflussen gezielt tiefe Hirnregionen

Die neue Forschungsarbeit eines internationalen Teams unter Beteiligung der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU), der RWTH Aachen sowie der Universitäten Maastricht und Leuven setzt genau an diesem Problem an: Wie lassen sich tief liegende Hirnregionen beeinflussen, ohne dass dauerhaft Elektroden implantiert werden müssen?

Die Forschenden entwickelten dazu eine neuartige Methode der sogenannten magnetomechanischen Neuromodulation. Dabei werden speziell entwickelte magnetische Nanoplättchen direkt in eine bestimmte Hirnregion eingebracht. Anschließend können diese Partikel durch ein von außen erzeugtes Magnetfeld aktiviert werden.

Der entscheidende Unterschied zur klassischen Tiefen Hirnstimulation: Die Nervenzellen werden nicht durch elektrische Impulse aktiviert, sondern durch winzige mechanische Kräfte.

„Mechanisch“ bedeutet in diesem Zusammenhang nicht, dass Gewebe bewegt oder beschädigt wird. Die erzeugten Kräfte sind extrem klein. Sie wirken vielmehr auf molekularer Ebene und beeinflussen bestimmte Sensoren in der Zellmembran von Nervenzellen.

Diese sogenannten mechanosensitiven Ionenkanäle funktionieren wie winzige biologische Schalter. Werden sie durch mechanische Reize geöffnet, können geladene Teilchen wie Kalzium- oder Natriumionen in die Nervenzelle einströmen. Dadurch verändert sich die elektrische Aktivität der Zelle.

Die Forschenden nutzen damit einen natürlichen Mechanismus des Nervensystems, um die Aktivität bestimmter neuronaler Netzwerke gezielt zu beeinflussen.

Warum wurde der Nucleus subthalamicus ausgewählt?

Für ihre Experimente konzentrierten sich die Wissenschaftler auf eine kleine, aber entscheidende Hirnregion: den Nucleus subthalamicus (STN).

Diese Region spielt eine zentrale Rolle bei der Steuerung von Bewegungen und ist bereits seit vielen Jahren ein wichtiges Zielgebiet der Tiefen Hirnstimulation.

Bei Parkinson verändert sich die Aktivität des STN. Durch den Dopaminverlust entstehen innerhalb der Basalganglien krankhafte Signalverarbeitungen. Bestimmte Nervenzellgruppen sind überaktiv und tragen dazu bei, dass Bewegungen langsamer, steifer und weniger kontrolliert werden.

Die elektrische Stimulation des STN kann diese fehlerhaften Aktivitätsmuster teilweise korrigieren. Genau diesen Effekt wollten die Forschenden mit ihrem magnetischen Verfahren erreichen – allerdings mit einem anderen technischen Ansatz.

Das Experiment: Parkinson-Symptome bei Mäusen verbessert

Die Studie wurde an Mäusen durchgeführt, bei denen gezielt Nervenzellen geschädigt wurden, die auch bei menschlichen Parkinson-Patientinnen und -Patienten betroffen sind.

Dadurch entwickelten die Tiere typische Parkinson-ähnliche Bewegungsstörungen.

Die Forschenden injizierten die entwickelten magnetischen Nanoplättchen mithilfe stereotaktischer Verfahren direkt in den Nucleus subthalamicus. Diese Methode ermöglicht eine sehr genaue Platzierung der Partikel in tief liegenden Hirnregionen.

Anschließend wurden die Tiere einem äußeren Magnetfeld ausgesetzt.

Das Ergebnis:

• Die motorischen Einschränkungen der Mäuse verbesserten sich deutlich.
• Die Tiere bewegten sich sicherer und koordinierter.
• Der Effekt entsprach ungefähr den Verbesserungen, die man bei einer erfolgreichen Tiefen Hirnstimulation erwarten würde.

Besonders interessant war, dass die magnetischen Partikel über mehrere Monate im Gehirn verblieben, ohne dass die Forschenden Hinweise auf ausgeprägte Entzündungsreaktionen fanden.

Dies spricht für eine gute Verträglichkeit – zumindest im untersuchten Tiermodell.

Welche Vorteile könnte die neue Methode haben?

Die Tiefe Hirnstimulation ist heute eine etablierte Therapieoption für bestimmte Parkinson-Patientinnen und -Patienten. Dennoch hat sie Grenzen. Genau hier könnte die magnetische Neuromodulation ansetzen.

Mögliche Vorteile:

• Kein dauerhaft implantierter Stimulationsdraht: Die Methode könnte ohne feste Elektroden auskommen.
• Weniger invasive Technik: Eine externe Magnetquelle könnte die Stimulation steuern.
• Flexiblere Anpassung: Magnetfeldstärke und Frequenz könnten möglicherweise individuell angepasst werden.
• Gezieltere Steuerung: Unterschiedliche Hirnregionen könnten theoretisch selektiv beeinflusst werden.

Besonders interessant ist dabei die Möglichkeit, künftig tragbare Geräte zu entwickeln. Die Forschenden nennen beispielsweise kleine Wearables wie ein Stirnband, das bei Bedarf Magnetfelder erzeugt.

Ein solcher Ansatz wäre für viele Betroffene deutlich attraktiver als ein implantierter Hirnschrittmacher.

Warum die Ergebnisse dennoch vorsichtig bewertet werden müssen

So beeindruckend die Ergebnisse sind: Noch handelt es sich um Grundlagenforschung. Die Studie wurde an Mäusen durchgeführt – nicht an Menschen.

Zwischen einem erfolgreichen Experiment im Tiermodell und einer zugelassenen Therapie liegen meist viele Jahre intensiver Forschung.

Mehrere Fragen müssen zunächst beantwortet werden:

• Wie sicher ist die Methode langfristig beim Menschen?
• Wie lassen sich die Nanopartikel zuverlässig und präzise in die gewünschte Hirnregion bringen?
• Wie verhalten sich die Partikel über viele Jahre im menschlichen Gehirn?
• Welche Dosierung und Magnetfeldparameter sind optimal?
• Welche Nebenwirkungen könnten auftreten?

Gerade bei Erkrankungen des Gehirns gelten besonders hohe Sicherheitsanforderungen. Jede Behandlung muss sicherstellen, dass nur die gewünschten Nervenzellnetzwerke beeinflusst werden.

Die Blut-Hirn-Schranke bleibt eine der größten Herausforderungen

Ein zentrales Problem für zukünftige Anwendungen ist die sogenannte Blut-Hirn-Schranke.

Diese natürliche Schutzbarriere trennt den Blutkreislauf vom Gehirngewebe. Sie verhindert, dass viele Fremdstoffe oder Medikamente aus dem Blut in das Gehirn gelangen.

Für die aktuelle Studie mussten die Nanopartikel deshalb direkt in die Zielregion injiziert werden – ein Eingriff, der vergleichbar mit anderen neurochirurgischen Verfahren ist.

Für eine breite Anwendung wäre jedoch eine deutlich einfachere Verabreichung wünschenswert.

Die Forschenden untersuchen daher bereits Möglichkeiten, die Partikel über weniger invasive Wege in das Gehirn zu bringen. Eine denkbare Zukunftsperspektive wäre eine Verabreichung über die Blutbahn, bei der die Nanopartikel gezielt die Blut-Hirn-Schranke überwinden könnten.

Ob dies gelingt, ist jedoch noch offen.

Warum Parkinson-Forschung besonders schwierig ist

Die Entwicklung neuer Therapien für Parkinson ist grundsätzlich herausfordernd, weil die Erkrankung nicht nur eine einzelne Nervenzellgruppe betrifft.

Der Dopaminmangel ist zwar ein zentraler Bestandteil der Erkrankung, doch Parkinson verändert zahlreiche Netzwerke im Gehirn.

Im Verlauf der Erkrankung sind unter anderem betroffen:

• Bewegungssteuerung
• Stimmung und Motivation
• Schlafregulation
• autonome Körperfunktionen
• kognitive Prozesse

Eine Therapie, die ausschließlich die Bewegungssymptome verbessert, behandelt daher nicht die gesamte Erkrankung.

Auch die neue magnetische Methode zielt zunächst vor allem auf die motorischen Schaltkreise. Ob sie darüber hinaus andere Parkinson-Symptome beeinflussen kann, ist derzeit nicht bekannt.

Ein neuer Forschungsweg – aber kein Ersatz für bestehende Therapien

Die Ergebnisse der Studie bedeuten nicht, dass der Hirnschrittmacher kurzfristig ersetzt werden kann. Die Tiefe Hirnstimulation bleibt weiterhin eine wichtige und gut untersuchte Therapieoption für geeignete Patientinnen und Patienten.

Die Bedeutung der neuen Arbeit liegt vielmehr darin, dass sie einen völlig neuen Weg eröffnet:

Nicht elektrische Impulse, sondern kontrollierte mechanische Signale könnten künftig genutzt werden, um Nervenzellen zu beeinflussen.

Damit erweitert die Forschung das Spektrum möglicher Neuromodulationsverfahren erheblich.

Ausblick: Wann könnte die Methode beim Menschen eingesetzt werden?

Eine realistische Einschätzung ist schwierig. Selbst wenn weitere Tierversuche erfolgreich verlaufen, müssten zunächst umfangreiche Sicherheits- und Wirksamkeitsstudien am Menschen durchgeführt werden.

Der Weg umfasst typischerweise:

• weitere präklinische Untersuchungen
• Sicherheitsstudien
• erste klinische Tests an kleinen Patientengruppen
• größere Studien zur Wirksamkeit
• Zulassungsverfahren

Bis zu einem möglichen klinischen Einsatz könnten daher noch viele Jahre vergehen.

Fazit: Magnetfelder eröffnen neue Perspektiven bei Parkinson

Die neue Studie liefert einen spannenden Einblick in die Zukunft der Parkinson-Therapie. Magnetische Nanopartikel könnten eines Tages eine Alternative oder Ergänzung zur klassischen Tiefen Hirnstimulation darstellen.

Besonders interessant ist der grundlegend neue Ansatz: Statt Nervenzellen über implantierte Elektroden elektrisch zu beeinflussen, nutzt die Methode mechanische Reize, um natürliche Schaltmechanismen der Zellen anzusprechen.

Noch ist die Technologie weit von einer Anwendung beim Menschen entfernt. Die Ergebnisse zeigen jedoch, dass die Behandlung neurologischer Erkrankungen künftig möglicherweise ganz neue Wege gehen könnte.

Für Menschen mit Parkinson bedeutet dies keine sofort verfügbare neue Therapie – aber einen wichtigen wissenschaftlichen Fortschritt auf dem langen Weg zu schonenderen und präziseren Behandlungen.

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Quellen:

¹ Remote Magnetomechanical Neuromodulation Uncovers Therapeutic Mechanisms for Alleviating Parkinsonian Symptoms in Freely Moving Mice. (A. Wolters, L. Signorelli, C. Herff, et al. Advanced Science (2026): e75097.) https://doi.org/10.1016/S0140-6736(21)00218-X
² Parkinson’s disease. (Bloem BR, Okun MS, Klein C. in The Lancet. 2021;397(10291):2284–2303. DOI: https://doi.org/10.1016/S0140-6736(21)00218-X
³ Medical, surgical, and physical treatments for Parkinson’s disease. (Foltynie T, Bruno V, Fox S et al. in The Lancet. 2024;403(10423):305–324.) DOI: https://doi.org/10.1016/S0140-6736(23)01429-0

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