Een implantaat van grafeen, een materiaal dat bestaat uit één laagje koolstofatomen, kan hersengolven meten waarmee andere implantaten moeite hebben. Het kan bepaalde hersenaandoeningen daardoor beter monitoren en lijkt niet schadelijk voor het brein. 

Onderzoekers van het Spaanse IMB-CNM bouwden het implantaat om hersengolven met een frequentie van minder dan 0,1 Hz op te vangen. Deze golven zijn lastig te meten met bekende elektroden, die bijvoorbeeld bij een elektro-encefalogram worden gebruikt. Er is te veel elektrische ‘ruis’, waardoor er filters nodig zijn om een helder hersenbeeld te krijgen. Maar die filters maken de metingen minder nauwkeurig. 

De onderzoekers bouwden daarom een elektrode van grafeen. Dit flinterdunne materiaal geleidt elektriciteit goed en blijkt minder last te hebben van de elektrische ruis in het lage frequentiegebied. 

Migraine meten

De techniek kan uitkomst bieden om zogenoemde cortical spreading depression (CSD) te registreren. CSD is een hersenfenomeen dat optreedt na beroertes of bij migraineaanvallen. De hersenen zenden een tijdje veel (laag-frequente) hersengolven uit, waarna er een tijd niets gebeurt. Het is moeilijk deze golven op te pikken bij een hersenonderzoek, vanwege de lage frequentie van de golven. De onderzoekers vermoeden dat er veel te leren valt over de hersenen als deze golven lange tijd nauwkeurig kunnen worden gemeten. 

Beeld van een CSD-event. Credit: Dredgarsantos

De elektrode meet niet alleen de laagfrequente hersengolven. Ze kan ook het werk doen van gewone elektroden, waardoor ze breed toepasbaar is

Belofte

Dit onderzoek is onderdeel van het Graphene Flagship, een Europees onderzoeksprogramma dat toepassingen van grafeen onderzoekt. Het atoomdikke koolstof geldt al jaren als een wondermateriaal, maar grootschalige toepassing blijft uit. Dat komt omdat (grote stukken) grafeen moeilijk te maken zijn, waardoor massaproductie duur en onpraktisch is. Er komen echter steeds meer toepassingen. Nu blijkt dus ook het hersenonderzoek baat te kunnen hebben bij dit wondermiddel.

Beeld: ICFO/Ernesto Vidal