Koreaanse onderzoekers bouwden een piepklein hersenimplantaat voor dieren. Het implantaat kan continu lichtpulsen of medicijnen het brein in sturen voor neurologisch onderzoek. 

De huidige implantatentechnologie is nogal log, met rigide metalen buizen waardoor de drager zich niet vrijelijk kan bewegen. Bovendien veroorzaken de implantaten kleine hersenbloedingen. Het maakt hersenonderzoek bij proefdieren ingewikkeld. 

Het kastje op een open rattenbrein

Onderzoekers van de Korea Advanced Institute of Science and Technology hebben daar een oplossing voor gevonden: een klein metalen kastje dat een muis of ander dier met zich mee kan dragen. Via een draadje ter grootte van een menselijke haar gaan licht en medicijnen het brein in. 

 

Ledjes ter grootte van een zoutkorrel

Om zo’n apparaat klein te maken, moesten de onderzoekers uitvogelen hoe medicijnen zich gedragen in microfluidics: vloeistofstromen van een paar nanometer breed. Het gedrag van vloeistof verandert op die schaal, en de medicijn-moleculen moeten in vocht goed meekomen. De ultradunne draadjes zijn zo gemaakt dat het medicijn gelijkmatig wordt afgegeven. Ook zit er een cartridge op het implantaat die eenvoudig te vervangen is als de medicijnen op zijn.

Ook laat het apparaat lichtsignalen naar het brein sturen. Die gebruiken neurowetenschappers om bepaalde hersengebieden te stimuleren en zo meer te leren over de werking van het brein, al dan niet onder invloed van medicijnen. De ledjes in dit apparaat zijn kleiner dan een zoutkorrel. 

 

Smartphone

Neurologen kunnen het apparaat besturen met een smartphone. Daar stellen ze in hoeveel medicijn er de hersenen in moet, welke kleur licht en welke intensiteit. Die makkelijke interface maakt het, samen met het gebrek aan externe draden of buizen in het implantaat, veel makkelijker om het brein te bestuderen.

De smartphone-interface voor het hersenapparaat

Het apparaat is alleen bedoeld voor dierenstudies. Een versie voor mensen is niet in de maak. Maar het kan wel helpen om meer te leren over het menselijk brein, en om snel experimentele medicijnen voor ziektes als Alzheimer te testen. 

Beeld: een rat met een 'ouderwets' implantaat. Deze techniek kan minder en is moeilijker in gebruik dan de nieuwe versie van de Koreaanse onderzoekers. Credit: Anna Marchenkova