Neuer Sensor zur Erstellung von Gehirnkarten! 5-mal dünner als ein Haar

Das Labor für integrierte Elektronik und Bioschnittstellen (IEBL) an der University of California, San Diego, hat einen revolutionären Ansatz für die klinische Aufzeichnung tiefer Gehirnaktivitäten vorgestellt. Sie haben einen neuen Sensor entwickelt, der bis zu 10 cm tief in das menschliche Gehirn eindringen kann und hochauflösende Aufzeichnungen ermöglicht.

INNOVATIVER SENSOR

Der bei Donanımhaber vorgestellte innovative Ansatz basiert auf ultradünnen, flexiblen und anpassbaren Sonden aus klinisch zugelassenen Materialien. Diese Sonden sind mit Sensoren ausgestattet, die Gehirnsignale in der jeweiligen Region aufzeichnen können. Ihre geringe Größe ermöglicht eine engmaschige Platzierung und damit eine hochauflösende Erfassung in bisher unerreichten Tiefen des Gehirns. Der korrespondierende Autor der Studie, Shadi Dayeh, Professor für Elektrotechnik an der UC San Diego, erklärt:

"Wir haben eine völlig neue Herstellungsmethode für Dünnschichtelektroden entwickelt. Diese Methode ermöglicht die Produktion von reproduzierbaren, anpassbaren und hochkapazitiven Elektroden, die die für therapeutische Zwecke erforderlichen tiefen Gehirnstrukturen erreichen können. Zudem ermöglicht sie trotz eines dünneren Elektrodenschafts eine hohe räumliche Auflösung und eine hohe Kanalanzahl."

Die nur 15 Mikrometer dicken Sonden (etwa 1/5 der Dicke eines menschlichen Haares) können derzeit bis zu 128 Kanäle aufzeichnen. Dies stellt einen bedeutenden Sprung gegenüber den heutigen klinischen Sonden dar, die lediglich über 8 bis 16 Kanäle verfügen. Die Forscher streben an, Tausende von Kanälen pro Sonde zu erreichen. Dieser Fortschritt wird Ärzten die Möglichkeit geben, Gehirnsignale mit einer besseren Auflösung zu erfassen, zu analysieren und zu verstehen.

Die Ergebnisse dieser Technologie könnten über die Epilepsie hinausgehen und Anwendungen bei Parkinson, Bewegungsstörungen, Zwangsstörungen, Fettleibigkeit, behandlungsresistenter Depression, chronischen Schmerzen mit hoher Intensität und verschiedenen anderen Krankheiten finden. Die Mikro-Stereo-Elektroenzephalographie (µSEEG) der UC San Diego ermöglicht die drahtlose Überwachung von Patienten mit behandlungsresistenter Epilepsie für bis zu 30 Tage. Professor Dayeh stellt sich ein drahtloses System vor, das es Patienten ermöglicht, sich sowohl im Krankenhaus als auch zu Hause frei zu bewegen, während kortikale und tiefe Gehirnstrukturen kontinuierlich überwacht werden.

DRAHTLOSES GEHIRNÜBERWACHUNGSSYSTEM

Die Forscher arbeiten aktiv an der Vision eines Gehirnüberwachungssystems mit Sensoren, die tief im Gehirn und auf dessen Oberfläche platziert sind. Dieses System, das drahtlos mit einem kleinen Computersystem in einer Box kommuniziert, könnte die drahtlose Stromversorgung und die Recheninfrastruktur für die Aufzeichnung von Gehirnsignalen für bis zu 30 Tage bereitstellen. Dr. Dayeh sagt: "Das ultimative Ziel ist es, das System und die erforderlichen Technologien bis 2026 zu entwickeln, um Patienten ein drahtloses System anzubieten, das ihnen Bewegungsfreiheit ermöglicht."

In der Studie wird berichtet, dass das System bei zwei Patienten während Tumoroperationen erfolgreich funktionierte. Daten aus verschiedenen Tiermodellen, darunter Ratten, Schweine und nicht-menschliche Primaten, belegen die Vielseitigkeit des Systems. Die bis zu 10 cm langen Sonden ermöglichten Aufzeichnungen aus tiefen Gehirnstrukturen und lieferten wichtige Erkenntnisse über die Gehirndynamik auf makroskopischer und Einzelneuronen-Ebene.

Nachrichtenquelle: 12punto

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