Forskere implanterer hjerneceller

Elektroder som stimulerer hjernen med små strømstøt, kan i framtiden erstattes av levende nerveceller som reagerer på lys. Det viser nye forsøk der cellene er satt inn i rottehjerner.

Elektroder som stimulerer hjernen med små strømstøt, kan i framtiden erstattes av levende nerveceller som reagerer på lys. Det viser nye forsøk der cellene er satt inn i rottehjerner.

Shutterstock

For første gang har forskere produsert elektroder av levende nerveceller og implantert dem i hjernene hos rotter.

Metoden åpner for en helt ny metode til å stimulere og utforske ulike områder av hjernen.

Forskere designer levende elektroder av lysfølsomme nerveceller. Når de settes inn i hjernen, kan de aktivere bestemte områder ved hjelp av lysende mikrobrikker.

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

Elektroder i hjernen brukes til flere formål. Elektriske impulser kan for eksempel dempe symptomer hos parkinsonpasienter og epileptikere, og forskere kan bruke elektrodene til å kartlegge ulike funksjoner i hjernen.

Problemet med de tradisjonelle elektrodene av metall er at de ofte frastøtes av pasientenes immunforsvar, og at impulsene rammer for bredt og derfor påvirker celler som ikke er målet for behandlingen.

Levende elektroder er mer presise

En mer presis stimulering kan oppnås med de nye elektrodene. Forskere fra University of Pennsylvania i USA skapte dem ved hjelp av genetisk manipulerte nerveceller som reagerer på lys.

10 000 celler ble dyrket ved enden av 0,3 mm brede rør som består av en naturlig nedbrytbar gele. Gjennom rørene vokste cellenes utløpere, såkalte aksoner, fram. Da de nådde til den andre enden, var cellene klare til implantasjon.

© Ken Ikeda Madsen & Shutterstock

Levende elektroder aktiverer hjernen

Forskere kan nå dyrke lysfølsomme nerveceller og bruke dem til å stimulere bestemte hjerneområder.

Elektrodene vokser ut

Forskerne skaper elektrodene av nerveceller som er genmanipulert til å reagere på lys. Cellene plasseres på enden av et rør med en gel som cellenes utløpere, såkalte aksoner, vokser i.

Cellene forbindes

Røret settes inn i hjernebarken, og avsonene danner forbindelser til de nærmeste hjernecellene, altså de som befinner seg ved den andre enden av røret.

Lys aktiverer cellene

Forskerne kan nå aktivere cellene dypt nede i hjernebarken ved å belyse elektrodecellene. Det skjer med små LED-lamper på en mikrochip.

Forskerne satte rørene inn i hjernebarken på rotter og lot aksonene dannet forbindelser til hjernecellene. Når forskerne deretter belyste nervecellene, aktiverte de akkurat de hjernecellene som befant seg ved rørenes andre ende.

Ved å variere lengden på rørene kan forskerne velge det området dypt i hjernebarken de ønsker å stimulere.

Forbinder hjerne og datamaskin

Den nye teknikken kan føre til en bedre kommunikasjon mellom hjerne og datamaskiner fordi signalene også kan gå den andre veien – fra hjerneceller til de manipulerte nervecellene. Det kan for eksempel hjelpe pasienter med lammelser til å styre datamaskiner og proteser.