Forskare implanterar hjärnceller

Elektroder, som stimulerar hjärnan med små elstötar, kan i framtiden ersättas av levande nervceller som reagerar på ljus. Det visar nya försök, i vilka cellerna har satts in i råtthjärnor.

Elektroder, som stimulerar hjärnan med små elstötar, kan i framtiden ersättas av levande nervceller som reagerar på ljus. Det visar nya försök, i vilka cellerna har satts in i råtthjärnor.

Shutterstock

För första gången har forskare framställt elektroder av levande nervceller och implanterat dem i hjärnorna hos råttor.

Metoden öppnar upp för en helt ny metod att stimulera och utforska olika områden i hjärnan.

Forskare formger levande elektroder av ljuskänsliga nervceller. När de sätts in i hjärnan kan de aktivera vissa områden med hjälp av lysande chip.

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

Elektroder i hjärnan används i flera syften. Elektriska impulser kan exempelvis dämpa symtom hos Parkinsonpatienter och epileptiker, och forskare kan använda elektroderna till att kartlägga olika funktioner i hjärnan.

Problemet med de traditionella elektroderna av metall är att de ofta avvisas av patienternas immunförsvar, och att impulserna träffar för brett och därmed påverkar celler som inte ska behandlas.

Levande elektroder ger större precision

Med de nya elektroderna kan man uppnå en stimulering med större precision. Forskare från University of Pennsylvania i USA skapade dem med hjälpa av genetiskt manipulerade nervceller som reagerar på ljus.

Man odlade 10 000 celler i änden av 0,3 millimeter breda rör, som består av en bionedbrytbar gel. Genom rören växte nu cellernas utskott, så kallade axoner, fram. När de nådde den andra änden var cellerna klara att implanteras.

© Ken Ikeda Madsen & Shutterstock

Levande elektroder aktiverar hjärnan

Forskare kan nu odla ljuskänsliga nervceller och använde dem till att stimulera vissa hjärnområden.

Elektroderna växer ut

Forskarna skapar elektroderna av nervceller, som är genmanipulerade att reagera på ljus. Cellerna placeras vid änden av ett rör med den gel som cellernas utskott, så kallade axoner, växer i.

Cellerna kopplas ihop

Röret sätts in i hjärnbarken och axonerna bildar förbindelser till de närmaste hjärncellerna, det vill säga dem som befinner sig på andra änden av röret.

Ljus aktiverar cellerna

Forskarna kan nu aktivera cellerna djupt nere i hjärnbarken genom att belysa elektrodcellerna. Det sker med små LED-lampor på ett mikrochip.

Forskarna satte in rören i hjärnbarken på råttor och lät axonerna bilda förbindelser till hjärncellerna. När forskarna därefter belyste nervcellerna aktiverades de till exakt likadana hjärnceller, som befann sig vid rörens andra ände.

Genom att variera längden på rören kan forskarna välja det område djupt i hjärnbarken som de vill stimulera.

Kopplar ihop hjärna med dator

Den nya tekniken kan leda till en bättre kommunikation mellan hjärna och dator, eftersom signalerna även kan gå i andra riktningen från hjärnceller till de manipulerade nervcellerna. Det kan exempelvis hjälpa patienter som är förlamade med att styra datorer och proteser.