Met behulp van een mobiele telefoon kunnen wetenschappers hersencellen besturen

Amerikaanse en Zuid-Koreaanse wetenschappers hebben een apparaat ontwikkeld waarmee neurale circuits kunnen worden bestuurd via een voor smartphones toegankelijk hersenimplantaat. Samengesteld uit energiezuinige Bluetooth-medicijnpatronen, richt het zich op neuronen van belang voor langere periodes.

Volgens het artikel gepubliceerd in het tijdschrift Nature Biomedical Engineering, geloven onderzoekers dat de uitvinding kan helpen het proces van diagnose van ziekten die vaak de hersenen beïnvloeden, zoals Parkinson, Alzheimer en depressie, te versnellen.

"Dit draadloze neurale apparaat maakt chronische chemische en optische neuromodulatie mogelijk die nog nooit eerder is bereikt", zegt hoofdauteur Raza Qazi, onderzoeker aan de Universiteit van Colorado en het Korea Advanced Institute of Science and Technology.

Voor hem is dit nieuwe apparaat veel geavanceerder dan de conventionele methoden die worden gebruikt door neurowetenschappers, waarbij de patiënt aan omvangrijke apparatuur moet worden bevestigd en uiteindelijk hersenweefsel op lange termijn zal beschadigen.

Hoe is het onderzoek gedaan?

Om geneesmiddelen continu en draadloos te kunnen afgeven, moesten wetenschappers eerst uitzoeken hoe ze konden voorkomen dat geneesmiddelen verdampen. Dus bedachten ze een apparaat met een vervangbare cartridge zodat ze verschillende hersencircuits enkele maanden konden bestuderen.

Deze cartridges werden geassembleerd in een muizenhersenimplantaat met een flexibele, ultradunne sonde die microfluïdische kanalen en kleine LED's bevatte. Op deze manier werden onbeperkte doses medicatie en licht gegarandeerd.

Foto: Korea Advanced Institute of Science and Technology / Persbericht

Met behulp van een smartphone kunnen onderzoekers elke specifieke combinatie van medicijnen en licht activeren zonder in het laboratorium te hoeven zijn. Ze kunnen ook het gedrag van het dier volgen na de acties die ze ondernemen.

Wat kunnen we verwachten

"Dit revolutionaire apparaat is het resultaat van krachtige micro- en nanoschaaltechnologie", zegt Jae-Woong Jeong, hoogleraar elektrotechniek aan Korea's Advanced Institute of Science and Technology. "We willen het verder ontwikkelen om een ​​hersenimplantaat te creëren voor klinische toepassingen."

Michael Bruchas, hoogleraar anesthesiologie, pijngeneeskunde en farmacologie aan de University of Washington School of Medicine, is van mening dat deze technologie wetenschappers in de komende jaren op vele manieren kan helpen.

"Het stelt ons in staat om de basis van neuraal circuitgedrag te ontleden en te begrijpen hoe neuromodulatoren gedrag controleren, " zei hij. "We willen het apparaat gebruiken voor complexe farmacologische studies die ons kunnen helpen nieuwe therapieën te ontwikkelen voor pijn, verslaving en emotionele stoornissen."