„Dies ist eine Flasche Pillen“, sagt J.P. Errico und zeigt mir etwas, das offensichtlich keine Flasche Pillen ist.

Errico, Mitbegründer und CEO von electroCore Medical, hält den gammaCore, einen nichtinvasiven Vagusnervenstimulator. Wenn electroCore’s R&D Arbeit hält, ist dieses Gerät im Begriff, jahrzehntelange Beweise über die Bedeutung eines einzelnen Nervs in eine neue Art von Medizin zu verwandeln: eine elektrische Therapie so gutartig wie ein Morgenschwimmen und so einfach wie eine Pille mit Ihrem Kaffee zu knallen.

Schauen Sie sich eine Anatomiekarte an und die Bedeutung des Vagusnervs springt Ihnen entgegen. Vagus bedeutet auf Lateinisch „Wandern“, und getreu seinem Namen schlängelt sich der Nerv um Brust und Bauch und verbindet die meisten Schlüsselorgane — Herz und Lunge eingeschlossen — mit dem Hirnstamm. Es ist wie eine Hintertür, die in die menschliche Physiologie eingebaut ist und es Ihnen ermöglicht, die Systeme des Körpers zu hacken.

Die Vagusnervstimulation oder VNS begann in den 1990er Jahren, als Cyberonics aus Houston einen implantierten Stimulator zur Behandlung besonders schwerer Fälle von Epilepsie entwickelte. Diese Anwendung war nur der Anfang. Die Forscher fanden bald heraus, dass die Stimulation das Potenzial hatte, eine Vielzahl von Beschwerden zu behandeln, darunter schmerzhafte neurologische Erkrankungen wie Migräne und Fibromyalgie, entzündliche Probleme wie Morbus Crohn und Asthma sowie psychiatrische Erkrankungen wie Depressionen und Zwangsstörungen.

Ungeachtet der wissenschaftlichen Begeisterung war die klinische Vorgeschichte von VNS gemischt. Studien mit Patienten, die an einer behandlungsresistenten Depression litten, lieferten gute Ergebnisse – aber nicht ganz gut genug, um die von der US—Regierung betriebenen Versicherungsprogramme davon zu überzeugen, für ihre Verwendung zu bezahlen. Im vergangenen August schnitt ein von Boston Scientific hergestellter Stimulator in einer großen Studie mit Patienten mit Herzinsuffizienz schlecht ab. Cyberonics und seine Konkurrenten finden immer noch heraus, welche Signale am besten entlang des Vagusnervs gesendet werden können, um die Systeme des Gehirns anzuzapfen und zu beheben, was uns schmerzt.

Der Fortschritt war unerträglich langsam. Behandlungen erfordern typischerweise die Implantation eines Pulsgenerators in Taschenuhrgröße in die Brust eines Patienten, der mit einem Elektrodenpaar verdrahtet ist, das den Vagusnerv im Nacken umgibt. Diese Studien betreffen Patienten, bei denen alle anderen Optionen entweder fehlgeschlagen sind oder ausgeschlossen wurden und die bereit sind, sich einer invasiven „Behandlung der letzten Instanz“ zu unterziehen.“

Aber was wäre, wenn VNS das erste sein könnte, was Ihr Arzt verschrieben hat? Was wäre, wenn es, wie electroCore verspricht, wirklich so einfach wäre wie eine Pille zu nehmen? Das ist es, was das in New Jersey ansässige Startup anstrebt. electroCore hat den ersten Vagusnervenstimulator entwickelt, der nicht implantiert wird: Es ist ein Handgerät, das Sie einfach gegen Ihren Hals drücken. Wenn das alles ist, was man braucht, um sich in das Gehirn zu hacken und einige der beunruhigendsten Zustände zu behandeln, könnte die Medizin in einem Jahrzehnt ganz anders aussehen.Die Idee, dass dieser einzelne Nerv eine so tiefgreifende Wirkung auf so viele verschiedene Organe und Beschwerden haben kann, mag weit hergeholt erscheinen. Um die zugrunde liegende Logik dieser Behandlung zu verstehen, betrachten Sie die Anatomie des Vagusnervs und wo er sich mit dem Gehirn verbindet.Der Nerv endet im Hirnstamm an einer Struktur namens Nucleus tractus solitarius. „Das NTS ist ein Knotenpunkt im Gehirn“, erklärt Milton Morris, der bis vor kurzem Senior Vice President von R&D bei Cyberonics war. Von dort wandern die Signale des Vagusnervs zu anderen wichtigen Gehirnstrukturen mit verwirrenden lateinischen Namen, wie dem Locus coeruleus und den dorsalen Raphe-Kernen. Die meisten dieser Strukturen produzieren Neurotransmitter — die Chemikalien, mit denen Gehirnzellen kommunizieren —, die eine hemmende Wirkung haben und die Erregbarkeit eines Neurons verringern.

Diese anatomische Perspektive verdeutlicht, wie VNS seinen therapeutischen Nutzen erzeugt. Ein epileptischer Anfall zum Beispiel ist das Ergebnis von Erregungswellen, die durch das Gehirn fegen. Der Einsatz der natürlichen Dämpfer des Gehirns sollte — und tut es anscheinend – dazu führen, dass diese Wellen austreten. Viele der Beschwerden, die jetzt von Vagusnervenforschern untersucht werden, beinhalten wahrscheinlich eine ähnliche Übererregung oder Überempfindlichkeit. „Epilepsie könnte nur ein Ende eines Spektrums sein“, sagt Errico.Einige Zusammenhänge entlang dieses Spektrums sind seit langem bekannt: Vor etwa 2.400 Jahren stellte Hippokrates einen Zusammenhang zwischen Epilepsie und Depression fest, zwei Krankheiten, die jetzt mit VNS behandelt werden. Forscher sind in jüngerer Zeit auf andere Verbindungen gestoßen: Errico und Wissenschaftler der Columbia University entdeckten, dass Asthmatiker, die sie erfolgreich mit Stimulation behandelten, weniger Kopfschmerzen berichteten.electroCore fand weitere Hinweise auf Zusammenhänge zwischen Krankheiten, indem es sich mit Patientenbeschwerden befasste, die vom National Health Service des Vereinigten Königreichs gesammelt wurden. Das Sortieren der Daten half dem Unternehmen, seine ersten klinischen Ziele — Migräne und Cluster—Kopfschmerzen – zu identifizieren, schlug aber auch zukünftige Forschungsrichtungen vor. Die Daten zeigten, dass die Versorgung von Patienten mit Kopfschmerzen überraschend teuer ist, da sie bis zu dreimal so oft wie durchschnittlich einen Arzt aufsuchen und bis zu viermal so viele Medikamente einnehmen. Aber all diese zusätzliche Gesundheitsversorgung ist nicht unbedingt ihre Kopfschmerzen zu adressieren; Diese Patienten neigen dazu, andere chronische Erkrankungen wie Fibromyalgie, Angst und Asthma zu haben, die durch VNS behandelbar sein können. Die Daten deuten darauf hin, dass diese Bedingungen zumindest bei einigen Patienten eine gemeinsame Wurzel haben können.

Heute werden diese Probleme von einem milliardenschweren Pharmamarkt bedient. Aber diese Medikamente funktionieren nicht immer, und sie können beunruhigende Nebenwirkungen haben. Anstatt also zu versuchen, diese elektronischen Emporkömmlinge zu zerquetschen, steigen einige große Pharmaunternehmen in das Spiel ein.Der britische Arzneimittelriese GlaxoSmithKline war mit seiner Unterstützung am öffentlichsten und prägte sogar den Begriff „Electroceuticals“, um die aufkommenden Therapien zu beschreiben. „Unser Ziel ist es im Grunde, die elektrische Sprache der Nerven zu sprechen, um einen höheren Behandlungseffekt zu erzielen“, sagte Kristoffer Famm, Leiter der Bioelektronikforschung bei GSK, kürzlich in einem Interview. Im Jahr 2013 gründete GSK Action Potential Venture Capital, einen Risikokapitalarm in Höhe von 50 Millionen US-Dollar, um elektromedizinische Start-ups zu finanzieren. Die erste Wahl war die Vagusnervimplantatfirma SetPoint Medical.SetPoint wurde von Kevin Tracey, einem Neurochirurgen und Immunologen, mitbegründet. Motiviert durch den mysteriösen Tod eines Säuglingsverbrennungspatienten unter seiner Obhut, Tracey bewies die Existenz des „Entzündungsreflexes“ — ein Weg, über den das Gehirn Entzündungen unterdrücken kann, indem es Signale über den Vagusnerv an die Milz sendet. SetPoint Medical widmet sich der Manipulation dieses Reflexes zur Behandlung von rheumatoider Arthritis und Morbus Crohn sowie anderen entzündlichen Erkrankungen. Obwohl für die Therapie ein implantierter Stimulator erforderlich ist, passt das kleine Gerät vollständig in den Hals des Patienten, wodurch das Ausmaß der Operation erheblich reduziert wird. Das Unternehmen hat immer das Ziel, das Gerät so viel wie möglich wie eine medikamentöse Therapie zu machen, erklärt SetPoint Chief Technical Officer Mike Faltys. „Wir haben bis vor kurzem keine pharmazeutische Finanzierung erhalten“, sagt er, „aber wir hatten die pharmazeutische Idee von Anfang an.“

Denken Sie einen Moment über Pillen nach: Sie nehmen sie entweder nach einem Zeitplan oder als Reaktion auf ein Symptom ein. Sie sind tragbar und ihre Anzahl kann durch Rezept begrenzt werden.

Das Gerät von electroCore teilt all diese Attribute, sagt Errico. Ein typisches Regime ist zwei oder drei 2-Minuten-Dosen zweimal täglich, aber wenn Sie eine Migräne spüren, können Sie den Stimulator verwenden, um einen ausgewachsenen Angriff abzuwenden. electroCore Gerät ist kleiner als ein iPhone 6, so ist es einfach, um Tote. (Die Ingenieure des Unternehmens haben kürzlich einen Stimulator in das Gehäuse eines Samsung-Smartphones eingebaut, um zu zeigen, dass dies möglich ist.) Und es kann von Ihrem Arzt programmiert werden, um eine festgelegte Anzahl von Dosen zu liefern.

Den weltweit ersten nichtinvasiven Nervenstimulator herzustellen, war eine ziemliche technische Herausforderung. Betrachten Sie das Signalproblem: Der Vagusnerv besteht aus vielen einzelnen Nervenfasern verschiedener Typen, von denen einige Signale bis ins Gehirn und einige bis zu den Organen übertragen. Einige tun hilfreiche Dinge wie die Beruhigung der Erregung im Gehirn oder das Signalisieren der Milz, um Entzündungen zu reduzieren, aber andere tun Dinge, die gefährlich sein könnten, wie die Verlangsamung der Herzfrequenz. Das Signal muss in der Lage sein, die „guten“ Fasern zu aktivieren, während die „schlechten“ unverändert bleiben.

Um den Nerv zu erreichen, muss der Stimulator sein Signal durch mehrere Zentimeter Fleisch übertragen, ohne übermäßige Muskelkontraktionen zu verursachen. Das Signal muss auch eine Hautschicht passieren, die sowohl elektrisch resistiv als auch voller Schmerzrezeptoren ist.Die Forscher von electroCore wussten, dass das Lenken des Signals durch die guten Fasern anstelle der schlechten nur eine Frage des Treffens eines Sweet Spots der Signalstärke ist. Ihre eigentliche Innovation war, dieses Signal schmerzlos durch die Haut zu senden, erklärt Bruce J. Simon, Vizepräsident für Forschung. Der Schlüssel, sagt er, ist zu verstehen, dass die Haut so wirkt, wie ein Kondensator in einer Filterschaltung: Sie blockiert Gleichstrom und niedrige Frequenzen, aber ein ausreichend hohes Frequenzsignal wird durch sie hindurchtreten. Die Reaktionen des Gehirns auf VNS sind jedoch frequenzabhängig. Electrocores Gehirn-Hacking-Code benötigt 25 Ein-Millisekunden-Impulse pro Sekunde – aber diese niedrige Frequenz würde Schmerzrezeptoren auslösen, während sie durch die Haut gehen. Der Stimulator bildet also jeden der 25 Impulse aus einem Burst von 5.000 Hertz. Die hochfrequenten Signale gleiten schmerzlos an der Haut vorbei und verlieren dabei nur etwa die Hälfte ihrer Kraft. Die Nervenfasern selbst erledigen den Rest der Arbeit und modifizieren das Signal, das sie erreicht, so dass nur noch der Zug von 25 Impulsen übrig bleibt, um sich bis ins Gehirn auszubreiten.

Der Handstimulator kann Impulse mit einer Reihe von Spannungen erzeugen; da die Hälse und Nerven der Menschen anatomisch unterschiedlich sind, ist die Spannung für jeden Patienten einstellbar — obwohl sie immer unter dem Niveau bleibt, das die schlechten Nerven auslösen würde. Die Forscher von electroCore fanden heraus, dass die optimale Spannung ungefähr dem Pegel entspricht, der das Zucken der Unterlippe einer Person verursacht.

„Meine Nummer ist 28“, sagt Frank Amato, Chief Operating Officer des Unternehmens, als er das Gerät demonstriert. Man hat das Gefühl, dass jeder bei electroCore seine Nummer kennt. Ich habe es auch versucht, aber an meinem Arm und mit dem Ziel, meine Hand zu kontrahieren. Meine Nummer war 12.

electroCore ist nicht allein auf der Suche nach einem nichtinvasiven Zugang zum Vagusnerv. Das in Deutschland ansässige Unternehmen Cerbomed hat einen Stimulator entwickelt, der an einem Teil des Ohrs hängt, an dem ein kleiner Ast des Vagusnervs nahe an der Haut liegt. Konkurrenten sind skeptisch, dass die Stimulierung dieses kleinen Zweigs ausreichende Veränderungen im Gehirn verursachen wird, aber Cerbomed zitiert Studien, die zeigen, dass sein Stimulator ein Muster der neuronalen Aktivierung erzeugt, das dem von typischeren Formen von VNS ähnelt. Das Unternehmen führt derzeit eine klinische Studie zur Behandlung von Epilepsie durch und hat auch mit Behandlungen für Migräne, Schizophrenie und Tinnitus experimentiert.

Man könnte meinen, Electrocores nichtinvasiver Vagusnervenstimulator hätte die Hersteller konventionellerer Systeme beunruhigt. Für diese Unternehmen ist alles eine Frage der Compliance und Kontrolle.Compliance ist die Fähigkeit oder Bereitschaft eines Patienten, eine Therapie durchzuführen. Wie der ehemalige Cyberonics-Mitarbeiter Morris betont, sind einige Patienten des Unternehmens möglicherweise zu krank, um ein selbstverwaltetes System zuverlässig zu verwenden. Einige epileptische Patienten können zum Beispiel spüren, wie ihre Anfälle auftreten und ihre Implantate aktivieren, aber andere erleben keine solche Vorahnung. Implantierte Stimulatoren können ihre Therapien automatisch abgeben. Darüber hinaus kann es Monate oder sogar einige Jahre dauern, bis epileptische Patienten den vollen Nutzen aus der Vagusnervenstimulation ziehen, sagt er. „Wenn er keine Erleichterung bekommt, könnte ein Patient aufhören, bevor er dort ankommt.“

Unternehmen, die invasive Vagusnervstimulatoren herstellen, mögen auch die Garantie, dass sie die Abgabe eines genau abgestimmten Signals allein an den Vagusnerv steuern können. Cyberonics arbeitet auch an einer Herzinsuffizienz-Therapie, bei der der Arzt das elektrische Signal über viele Wochen sorgfältig hochfährt. Morris glaubt, dass dieses Fortschreiten ohne Implantat zu schwer zu kontrollieren wäre.Das in Dallas ansässige Unternehmen MicroTransponder entwickelt ein implantiertes Gerät zur Behandlung von Tinnitus und Schlaganfall. Der wissenschaftliche Leiter des Unternehmens, Navzer Engineer, sagt, dass externe Stimulatoren nicht mit der Timing-Präzision und Signalintegrität seines Systems mithalten können. „Wir wissen, dass es funktioniert und wir kennen die Parameter“, sagt er. „Ich bin mir nicht sicher, ob wir diese Parameter kennen würden, wenn wir ein nichtinvasives System verwenden würden.“Errico von electroCore räumt ein, dass die Compliance für einige Patienten ein Problem sein kann, aber er ist überzeugt, dass das Gerät seines Unternehmens genau genug Kontrolle hat, um eine breite Palette von Beschwerden zu behandeln.

Der vielleicht größte Vorteil des nichtinvasiven Ansatzes ist die Wirtschaftlichkeit. Implantate müssen jahrelang im Körper operieren, ohne beschädigt zu werden oder selbst Probleme zu verursachen, und das ist nicht billig: Das US-amerikanische Versicherungsprogramm Medicaid zahlt etwa 20.000 US-Dollar für das Cyberonics-Epilepsiegerät und seine Implantation. Bei diesem Preis ist es nicht verwunderlich, dass Implantate oft ein letzter Ausweg sind. Im Gegensatz dazu kostet das nichtinvasive System von electroCore in Europa umgerechnet 200 bis 400 US-Dollar, je nachdem, wie viele Dosen in das Gerät programmiert sind.

Zu diesem Preis, Medical University of South Carolina Hirnstimulation Wissenschaftler Mark S. George stellt sich ein Szenario vor, das sowohl für invasive als auch für nichtinvasive Technologien ein Gewinn wäre. Wie jede Therapie funktioniert VNS nicht für jeden. Selbst bei der etabliertesten Anwendung, Epilepsie, hilft VNS nur etwa 40 Prozent derjenigen, die das Implantat erhalten. George schlägt vor, dass Patienten mit nichtinvasiver Stimulation beginnen könnten, und wenn sie darauf reagieren, könnten sie mit dem Implantationsverfahren fortfahren und im Voraus wissen, dass sie davon profitieren werden. Dies würde die Kosten insgesamt senken, da weniger Patienten unnötig Implantate erhalten würden.

Auf jeden Fall hat electroCore noch viel zu beweisen: Während das Gerät die europäischen Regulierungsstandards zur Behandlung von Migräne und anderen Kopfschmerzen erfüllt hat, erfordert die Marktzulassung in den USA strengere klinische Studien, die jetzt von der Food and Drug Administration überprüft werden. Und die Wissenschaftler des Unternehmens untersuchen immer noch mögliche Anwendungen in der Gastroenterologie, Psychiatrie und Pneumologie.

Wenn klinische Studien schließlich beweisen, dass dieses System für andere chronische Krankheiten geeignet ist, würde sein niedriger Preis es mit Standardmedikamenten wettbewerbsfähig machen. Und im Gegensatz zu pharmazeutischen Behandlungen scheint der Nervenstimulator keine größeren Nebenwirkungen zu haben. Daher die Begeisterung über Electroceuticals. Jeder, der jemals an einer dieser Beschwerden leiden wird oder sich um jemanden kümmert, der dies tut — mit anderen Worten, fast jeder — kann bald von diesem neuen elektronischen Zeitalter der Medizin profitieren.

Dieser Artikel erschien ursprünglich in gedruckter Form als „Folge dem wandernden Nerv.“