tumblr hit tracking tool

Hälsa & sjukvård

Nanoelektroder läser hjärnan

Av Mats Holmström 2015-09-23
Idag är vi hänvisade till att försöka tolka djurens beteende, säger Jens Schouenborg
Vad är det egentligen som händer i den vakna hjärnan? Det ska små implanterbara elektroder hjälpa oss att förstå.

Neuronano Research Center vid Lunds Universitet utvecklar och forskar kring minimala, vävnadsvänliga multikanalelektroder med sändare och mottagare som både ska kunna registrera och stimulera hjärnans nervceller.

Hittills har större delen av neurofysiologisk forskning kring hur nervcellerna och deras nätverk i hjärnan fungerar utförts på sövda individer eller vävnadssnitt. Nervceller hos sövda individer fungerar inte alls som hos en vaken eller sovande individ berättar Jens Schouenborg, professor och vetenskaplig ledare för NRC.

Kan vi lyssna på aktiviteten i en vaken hjärna utan att störa allt för mycket har det en väldigt stor betydelse för att vi ska förstå hur hjärnan fungerar hos den normala individen och hur dessa funktioner ändras vid sjukdom.

Annars bildas det en kapsel med gliaceller omkring elektroden vilket gör att man så småningom förlorar kontakten med nervcellerna.

Några viktiga frågor som forskningen kan komma att ge betydande bidrag till är vad som händer i hjärnans nervkretsar när vi tex lär oss något, upplever smärta, drömmer eller rör på oss och hur dessa normala funktioner ändras om vi drabbas av en degenerativ sjukdom som Alzheimers eller Parkinsons sjukdom, och vid andra tillstånd som depression och kronisk smärta.

Lovande projekt

Att skapa fungerande djurmodeller för läkemedelsutveckling är ett annat viktigt användningsområde. Läkemedelsindustrin har haft stora svårigheter att utveckla nya farmaka för neurodegenerativa sjukdomar, kronisk smärta, depression och psykiatriska tillstånd.

Kan man genomföra försök på djur där elektroderna registrerar det som sker i relevanta delar av hjärnan vid t.ex. utveckling av kronisk smärta under det att nya läkemedel testas har det förstås stor betydelse.

Idag är vi hänvisade till att försöka tolka djurens beteende, säger Schouenborg. Det är en osäker metod som har visat sig ofta leda till felaktiga slutsatser. Kan vi göra en direkt avläsning på aktiviteten i relevanta delar av hjärnan hade det varit guld värt, både för neuroforskningen i allmänhet och för den farmaceutiska industrin.

De elektroder som NRC utvecklat och patenterat är i sanning minimala. Tio eller fler av dem får plats på brottytan på ett hårstrå och just storleken har betydelse eftersom det är viktigt att de är biovänliga och irriterar hjärnan så lite som möjligt.

Risk med elektroderna

Annars bildas det en kapsel med gliaceller omkring elektroden vilket gör att man så småningom förlorar kontakten med nervcellerna. NRC har också utvecklat och patenterat teknik för att göra det möjligt att inplantera nanometerstora elektroder i hjärnan, något som tidigare varit omöjligt.

Inopererade elektroder används redan bl.a. för att lindra Parkinson, men dagens teknik är relativt grov och orsakar biverkningar. Schouenborg tror att de elektroder som utvecklas av NRC så småningom ska kunna ersätta dessa och redan genomförs och planeras en rad studier med inriktning mot klinisk användning.

Ett annat framtida användningsområde är att hjälpa handikappade att lättare kommunicera med omvärlden, berättar Schouenborg. Vi måste också ta reda på vilka etiska utmaningar och frågeställningar framtidens implantat kommer att medföra.