Transcranial Focused Ultrasound Stimulatie (tFUS)?

‍

Gerichte neuromodulatie met geluidsgolven: een nieuwe ontwikkeling in de neurowetenschappen

‍

De hersenen bestaan uit verschillende netwerken die voortdurend informatie uitwisselen. Deze netwerken spelen een belangrijke rol bij onder meer pijnverwerking, emoties, aandacht en gedrag.

Bij bepaalde neurologische en psychiatrische aandoeningen kunnen veranderingen optreden in de activiteit en onderlinge samenwerking van deze hersennetwerken.

Neuromodulatie probeert deze activiteit gericht te beïnvloeden. Naast bestaande technieken zoals transcraniële magnetische stimulatie (TMS) en transcraniële elektrische stimulatie (tES), wordt momenteel een nieuwe technologie onderzocht: transcraniële gefocuste ultrasone stimulatie (tFUS).

Deze techniek biedt de mogelijkheid om specifieke hersengebieden met een hoge ruimtelijke precisie te bereiken, waaronder structuren die dieper in de hersenen liggen.

‍

‍

Wat is tFUS?

‍

Transcranial Focused Ultrasound, afgekort tFUS, is een techniek waarbij ultrasone geluidsgolven via de schedel op een vooraf bepaald hersengebied worden gericht.

Ultrasoon geluid bestaat uit geluidsgolven met een frequentie die buiten het normale menselijke gehoorbereik ligt.

Tijdens de stimulatie wordt een transducer, een apparaatje dat ultrasone golven produceert, tegen het hoofd geplaatst. De geluidsgolven worden gebundeld naar een specifieke locatie in de hersenen.

Op die manier kan akoestische energie worden overgebracht naar een gericht hersengebied, zonder dat hiervoor een chirurgische ingreep nodig is.

Het doel van tFUS-neuromodulatie is om de activiteit van zenuwcellen en de communicatie binnen hersennetwerken tijdelijk te beïnvloeden.

Een belangrijk voordeel van deze technologie is dat zowel oppervlakkige als dieper gelegen hersenstructuren kunnen worden bereikt.

‍

‍

Hoe werkt tFUS in de hersenen?

‍

Zenuwcellen communiceren via elektrische en chemische signalen. Hun activiteit wordt onder andere bepaald door de eigenschappen van de celmembraan, ionkanalen en verbindingen met andere zenuwcellen.

Bij tFUS brengen gerichte ultrasone drukgolven mechanische krachten over op het hersenweefsel.

Wetenschappers onderzoeken hoe deze krachten de werking van zenuwcellen beïnvloeden. Een belangrijke hypothese is dat ultrasone stimulatie mechanisch gevoelige ionkanalen kan beïnvloeden. Daardoor kan de prikkelbaarheid van zenuwcellen veranderen.

Afhankelijk van de gekozen stimulatieparameters en het betrokken hersengebied kunnen verschillende effecten optreden.

Onderzoek wijst erop dat tFUS onder bepaalde omstandigheden veranderingen kan veroorzaken in:

• de prikkelbaarheid van zenuwcellen;
• de communicatie tussen hersengebieden;
• de activiteit van functionele hersennetwerken;
• hersenritmes en elektrische oscillaties;
• processen die betrokken zijn bij neuroplasticiteit.

Neuroplasticiteit is het vermogen van de hersenen om hun werking en onderlinge verbindingen aan te passen.

Het precieze werkingsmechanisme van tFUS is nog niet volledig opgehelderd. Ook is niet vastgesteld dat een bepaald stimulatieprotocol bij iedere persoon hetzelfde effect veroorzaakt.

Een onderzoek uit 2026, gepubliceerd in Nature Communications, liet bijvoorbeeld zien dat tFUS in combinatie met elektrische stimulatie een lokaal meetbaar effect op hersenactiviteit kon veroorzaken. De onderzoekers vonden bij tFUS afzonderlijk echter geen vergelijkbare, locatiespecifieke respons in hun EEG-metingen.

Dit onderstreept dat de werking van tFUS afhankelijk kan zijn van de gebruikte parameters en de omstandigheden waarin de stimulatie wordt toegepast.

‍

‍

Wat is het verschil tussen tFUS en TMS of tDCS?

‍

TMS, tDCS en tFUS behoren tot de niet-invasieve neuromodulatietechnieken, maar werken volgens verschillende principes.

Bij TMS wordt een magnetisch veld gebruikt om elektrische stromen in het hersenweefsel op te wekken.

Bij tDCS wordt een zwakke elektrische stroom via elektroden op de hoofdhuid toegediend om de prikkelbaarheid van zenuwcellen te beïnvloeden.

Bij tFUS worden gerichte ultrasone drukgolven gebruikt.

Een belangrijk verschil is de combinatie van bereik en ruimtelijke precisie.

TMS en tDCS kunnen de activiteit van hersennetwerken beïnvloeden, maar hun directe stimulatie is voornamelijk gericht op relatief oppervlakkige hersengebieden.

tFUS kan daarentegen ook dieper gelegen hersenstructuren rechtstreeks bereiken met een relatief klein focusgebied.

Dat maakt tFUS interessant voor onderzoek naar hersengebieden die betrokken zijn bij complexe neurologische en psychiatrische aandoeningen.

Dit betekent niet automatisch dat tFUS effectiever is dan bestaande technieken. Daarvoor zijn rechtstreekse vergelijkende klinische onderzoeken noodzakelijk.

‍

‍

Wat is het verschil tussen low-intensity en high-intensity focused ultrasound?

Niet alle toepassingen van gefocuste ultrasone stimulatie zijn hetzelfde.

Er bestaat een fundamenteel onderscheid tussen technieken die hersenactiviteit proberen te beïnvloeden en technieken die doelbewust hersenweefsel uitschakelen.

‍

Low-Intensity Focused Ultrasound (LIFU)

Bij LIFU worden ultrasone golven met een relatief lage intensiteit gebruikt.

Het doel is om de activiteit van zenuwcellen te beïnvloeden zonder het hersenweefsel opzettelijk te beschadigen.

Deze vorm van neuromodulatie wordt onderzocht voor verschillende neurologische en psychiatrische toepassingen.

De effecten zijn in principe niet-ablaterend: er wordt geen blijvend letsel beoogd. Dat betekent echter niet dat alle effecten noodzakelijk onmiddellijk verdwijnen of dat de veiligheid van ieder protocol al volledig bekend is.

‍

High-Intensity Focused Ultrasound (HIFU)

Bij HIFU wordt een veel hogere energieconcentratie gebruikt.

In bepaalde neurochirurgische toepassingen wordt deze energie gebruikt om een zeer specifiek deel van het hersenweefsel gecontroleerd te verhitten en blijvend uit te schakelen.

Deze techniek wordt onder meer toegepast bij geselecteerde bewegingsstoornissen.

De niet-ablatieve neuromodulatie met LIFU mag daarom niet worden verward met de weefselvernietigende toepassingen van HIFU.

‍

‍

Welke mogelijke toepassingen worden onderzocht?

‍

De wetenschappelijke belangstelling voor tFUS groeit, vooral omdat de techniek toegang biedt tot hersenstructuren die met andere niet-invasieve stimulatietechnieken moeilijk rechtstreeks te bereiken zijn.

‍

Chronische pijn

Pijn wordt niet uitsluitend verwerkt in één hersengebied. Verschillende hersennetwerken dragen bij aan de lichamelijke waarneming van pijn, de emotionele betekenis ervan en de aandacht die eraan wordt gegeven.

Onderzoekers bestuderen of tFUS deze netwerken gericht kan beïnvloeden.

Een studie uit 2026 in het tijdschrift Research onderzocht de mediale prefrontale cortex bij muizen met langdurige postoperatieve pijn na slaaptekort tijdens de adolescentie.

De onderzoekers vonden dat gerichte ultrasone stimulatie de pijngevoeligheid verminderde en veranderingen veroorzaakte in zenuwcelactiviteit, synaptische processen en hersenritmes.

Dit onderzoek biedt nieuwe inzichten in mogelijke werkingsmechanismen, maar het betreft een dierexperimentele studie. De resultaten kunnen niet rechtstreeks worden vertaald naar een bewezen behandeling voor mensen met chronische pijn.

Ook bij mensen zijn eerste onderzoeken uitgevoerd naar stimulatie van pijnverwerkende hersenstructuren, waaronder de thalamus. Deze onderzoeken tonen aan dat gerichte ultrasone stimulatie bepaalde pijnmetingen kan beïnvloeden.

Of deze effecten leiden tot duurzame klinische verbetering bij verschillende chronische pijnsyndromen moet verder worden onderzocht.

‍

Depressie en emotieregulatie

Hersennetwerken die betrokken zijn bij stemming en emotieregulatie omvatten onder meer de prefrontale cortex, amygdala en cingulate cortex.

Sommige van deze structuren liggen relatief diep in de hersenen.

tFUS biedt de mogelijkheid om deze gebieden gericht te onderzoeken.

Een systematische review uit 2026 in het Journal of Affective Disorders analyseerde elf studies bij mensen naar de invloed van tFUS op emotieregulatie en verwante klachten.

In verschillende onderzoeken werden veranderingen in stemming, angst en emotionele verwerking gerapporteerd.

De resultaten zijn veelbelovend, maar de studies verschillen sterk in opzet, stimulatieparameters, onderzochte hersengebieden en deelnemers.

De onderzoekers benadrukken daarom dat grotere, goed gecontroleerde klinische studies noodzakelijk zijn voordat betrouwbare conclusies over de therapeutische werkzaamheid kunnen worden getrokken.

‍

Angststoornissen en andere psychiatrische aandoeningen

Ook bij angststoornissen en andere psychiatrische aandoeningen wordt onderzocht of gerichte stimulatie van hersennetwerken een klinisch relevant effect kan hebben.

Een systematische review uit 2026 in Brain and Spine onderzocht de beschikbare klinische studies naar low-intensity en high-intensity focused ultrasound bij psychiatrische aandoeningen.

De auteurs vonden aanwijzingen voor mogelijke symptoomverbetering in geselecteerde onderzoeksgroepen.

Tegelijkertijd benadrukten zij dat het beschikbare bewijs nog beperkt is door kleine onderzoeksgroepen, uiteenlopende protocollen en methodologische beperkingen.

De resultaten ondersteunen verder onderzoek, maar vormen nog geen basis om low-intensity tFUS als een algemeen bewezen behandeling voor psychiatrische aandoeningen te beschouwen.

‍

Tinnitus

Bij tinnitus speelt niet alleen de verwerking van geluid een rol. Ook hersennetwerken die betrokken zijn bij aandacht, emotionele betekenisgeving en bewustwording kunnen bijdragen aan de ervaren tinnituslast.

Omdat tFUS specifieke hersenstructuren gericht kan bereiken, vormt de technologie een interessante onderzoekspiste voor neuromodulatie bij tinnitus.

Er is echter nog onvoldoende klinisch bewijs om te concluderen dat low-intensity tFUS een effectieve behandeling voor tinnitus is.

Toekomstig onderzoek moet uitwijzen welke hersengebieden relevant zijn, welke stimulatieparameters geschikt zijn en of eventuele veranderingen in hersenactiviteit samengaan met een betekenisvolle en duurzame vermindering van tinnitusklachten.

‍

‍

Hoe nauwkeurig is tFUS?

‍

Een belangrijk technisch kenmerk van tFUS is de mogelijkheid om ultrasone energie te concentreren in een relatief klein hersengebied.

In experimentele omstandigheden kan de focus een grootteorde van millimeters bereiken.

De werkelijke nauwkeurigheid hangt echter af van meerdere factoren, waaronder de gebruikte apparatuur, de frequentie van de geluidsgolven, de positie van de transducer en de eigenschappen van de schedel.

De schedel kan ultrasone golven verzwakken, afbuigen en vervormen.

Daarom wordt onderzocht hoe beeldvorming, neuronavigatie en akoestische simulaties kunnen helpen om het beoogde hersengebied zo nauwkeurig mogelijk te bereiken.

Een studie uit 2026 in Ultrasound in Medicine & Biology onderzocht bijvoorbeeld hoe de positie van de transducer kan worden geoptimaliseerd op basis van computermodellen.

Dit soort onderzoek is belangrijk om de technische nauwkeurigheid en reproduceerbaarheid van tFUS verder te verbeteren.

‍

‍

Is tFUS veilig?

‍

De eerste onderzoeken bij mensen suggereren dat low-intensity tFUS onder zorgvuldig gecontroleerde onderzoeksomstandigheden doorgaans goed wordt verdragen.

In gepubliceerde studies worden onder meer tijdelijke hoofdpijn, duizeligheid, gevoeligheid van de hoofdhuid en ongemak tijdens de procedure beschreven.

Er blijven echter belangrijke vragen bestaan over de veiligheid van herhaalde behandelingen, de optimale intensiteit, de duur van stimulatie en mogelijke effecten op lange termijn.

Daarnaast is het belangrijk om onderscheid te maken tussen de veiligheid van een specifiek onderzocht protocol en die van andere toepassingen met afwijkende stimulatieparameters.

De veiligheid moet daarom telkens worden beoordeeld in functie van de gebruikte apparatuur, het stimulatieprotocol, de persoon en het beoogde hersengebied.

Niet-invasief betekent immers niet automatisch risicoloos.

‍

‍

Wat betekent tFUS voor de toekomst van neuromodulatie?

‍

De ontwikkeling van tFUS opent nieuwe mogelijkheden voor het onderzoek naar de werking van hersennetwerken.

Vooral de combinatie van een hoge ruimtelijke precisie en het vermogen om dieper gelegen hersenstructuren te bereiken, maakt de technologie wetenschappelijk interessant.

Toekomstig onderzoek zal moeten aantonen welke toepassingen daadwerkelijk klinische meerwaarde bieden, hoe patiënten het best geselecteerd kunnen worden en welke stimulatieprotocollen veilig en reproduceerbaar zijn.

Binnen BRAI3N volgen we deze ontwikkelingen vanuit onze overtuiging dat wetenschappelijk onderzoek en klinische zorg elkaar moeten versterken.

Nieuwe technologieën verdienen een plaats in de patiëntenzorg wanneer hun veiligheid, werkzaamheid en klinische relevantie voldoende zijn onderbouwd.

‍

tFUS vertegenwoordigt een belangrijke nieuwe onderzoeksrichting binnen de neuromodulatie. De mogelijkheden zijn veelbelovend, maar wetenschappelijke zorgvuldigheid blijft noodzakelijk om die mogelijkheden verantwoord naar de klinische praktijk te vertalen.

‍

‍

‍

Wetenschappelijke publicaties

‍

1. Algemene werking en mogelijkheden van tFUS

Davidson B, Schmidt FA, Bichsel O, Hajiabadi MM, Lozano AM. (2026). Transcranial Focused Ultrasound: A Transformative Tool for Intracranial Ablation, Drug Delivery, and Neuromodulation. IEEE Reviews in Biomedical Engineering.

https://doi.org/10.1109/RBME.2025.3624970

‍

2. tFUS voor de beïnvloeding van pijnnetwerken

Badran BW, Peng X. (2024). Transcranial focused ultrasound (tFUS): a promising noninvasive deep brain stimulation approach for pain. Neuropsychopharmacology, 49, 351–352.

https://doi.org/10.1038/s41386-023-01699-w

‍

3. tFUS en langdurige postoperatieve pijn — dierexperimenteel onderzoek

Yang J, Bo H, Lv P, et al. (2026). Targeting the Medial Prefrontal Cortex with Transcranial Focused Ultrasound Alleviates Adolescent Sleep-Deprivation-Induced Persistent Postsurgical Pain in Adulthood. Research, 9, Article 1437.

https://doi.org/10.34133/research.1437

‍

4. tFUS en emotieregulatie — systematische review en kwantitatieve synthese

Kang Y, Han KM, Ham BJ, Auer DP, Kaiser M, Jung JY. (2026). Transcranial focused ultrasound for emotion regulation: A systematic review and quantitative summary of human studies. Journal of Affective Disorders, 405, 121621.

https://doi.org/10.1016/j.jad.2026.121621

‍

5. Gefocuste ultrasone stimulatie bij psychiatrische aandoeningen — systematische review

Cervantes-Hernández A, et al. (2026). High-intensity focused ultrasound (HIFU) and low-intensity focused ultrasound (LIFU) as neurosurgical approaches in psychiatry: A systematic review of current clinical evidence. Brain and Spine, 6, 107438.

https://doi.org/10.1016/j.bas.2026.107438

‍

6. Onderzoek naar de invloed van tFUS op menselijke hersenactiviteit

Kosnoff J, et al. (2026). Transcranial focused ultrasound induces source localizable cortical activation in resting state humans when applied concurrently with transcranial electric stimulation. Nature Communications, 17, 2023.

https://doi.org/10.1038/s41467-026-69853-8

‍

7. Technische optimalisatie van de stimulatielocatie

Gao P, Sun Y, Zhang G, Wang L. (2026). Adaptive Positioning and Targeting Optimization in Transcranial Focused Ultrasound (tFUS): A Numerical Study. Ultrasound in Medicine & Biology, 52, 2866–2875.

https://doi.org/10.1016/j.ultrasmedbio.2026.08.024

‍

8. Eerste klinische verkenning bij centrale neuropathische pijn

Nunes GA, et al. (2026). Safety and Feasibility of Low-Intensity Transcranial Focused Ultrasound Targeting the Anterior Thalamus: A Pilot Study for Chronic Central Neuropathic Pain. Journal of ECT.

https://doi.org/10.1097/YCT.0000000000001298

‍

Deze informatie beschrijft de huidige stand van het wetenschappelijk onderzoek en vormt geen bewijs dat tFUS voor alle genoemde aandoeningen een gevestigde of beschikbare behandeling is.

‍