Forskere implanterer hjerneceller

Elektroder, som stimulerer hjernen med små strømstød, kan i fremtiden erstattes af levende nerveceller, som reagerer på lys. Det viser nye forsøg, hvor cellerne er indsat i rottehjerner.

Elektroder, som stimulerer hjernen med små strømstød, kan i fremtiden erstattes af levende nerveceller, som reagerer på lys. Det viser nye forsøg, hvor cellerne er indsat i rottehjerner.

Shutterstock

For første gang har forskere fremstillet elektroder af levende nerveceller og implanteret dem i hjernerne hos rotter.

Metoden åbner for en helt ny metode til at stimulere og udforske forskellige områder af hjernen.

Forskere designer levende elektroder af lysfølsomme nerveceller. Når de indsættes i hjernen, kan de aktivere bestemte områder vha. lysende chips.

© Dayo O. Adewole et al./BioRxiv & Shutterstock

Elektroder i hjernen bruges til flere formål. Elektriske impulser kan fx dæmpe symptomer hos parkinsonpatienter og epileptikere, og forskere kan bruge elektroderne til at kortlægge forskellige funktioner i hjernen.

Problemet med de traditionelle elektroder af metal er, at de ofte frastødes af patienternes immunforsvar, og at impulserne rammer for bredt og derfor påvirker celler, som ikke er målet for behandlingen.

Levende elektroder er mere præcise

En mere præcis stimulation kan opnås med de nye elektroder. Forskere fra University of Pennsylvania i USA skabte dem vha. genetisk manipulerede nerveceller, som reagerer på lys.

10.000 celler blev dyrket for enden af 0,3 mm brede rør, som består af en bionedbrydelig gel. Gennem rørene voksede cellernes udløbere, såkaldte aksoner, nu frem. Da de nåede til den anden ende, var cellerne klar til implantation.

© Ken Ikeda Madsen & Shutterstock

Levende elektroder aktiverer hjernen

Forskere kan nu dyrke lysfølsomme nerveceller og bruge dem til at
stimulere bestemte hjerneområder.

Elektroderne vokser ud

Forskerne skaber elektroderne af nerveceller, som er genmanipuleret til at reagere på lys. Cellerne placeres på enden af et rør med en gel, som cellernes udløbere, såkaldte aksoner, vokser i.

Cellerne forbindes

Røret sættes ind i hjernebarken, og aksonerne danner forbindelser til
de nærmeste hjerneceller, dvs. dem, som befinder sig ved den anden ende af røret.

Lys aktiverer cellerne

Forskerne kan nu aktivere cellerne dybt nede i hjernebarken ved at
belyse elektrode-cellerne. Det sker med små LED-lamper på en mikrochip.

Forskerne indsatte rørene i hjernebarken på rotter og lod aksonerne danne forbindelser til hjernecellerne. Når forskerne herefter belyste nervecellerne, aktiverede de præcis de hjerneceller, som befandt sig ved rørenes anden ende.

Ved at variere længden af rørene kan forskerne vælge det område dybt i hjernebarken, de ønsker at stimulere.

Forbinder hjerne og computer

Den nye teknik kan føre til en bedre kommunikation mellem hjerne og computere, fordi signalerne også kan løbe den anden vej fra hjerneceller til de manipulerede nerveceller. Det kan fx hjælpe patienter med lammelser til at styre computere og proteser.