Genombrott för elektrodimplantat i
hjärnan
3-dimensionellt flexibla guldelektroder utformade för att följa hjärnans rörelser och på så vis möjliggöra stabila
registreringar från samma nervceller över lång tid. Elektroderna är utskurna från ett tunt ark av bladguld (4μm).
Bild: NRC
Publicerad: 2015-09-30
Under snart nio år har forskarna inom NRC vid Lunds universitet arbetat med att utveckla implanterbar
teknik som kan registrera signaler från enskilda nervceller i hjärnan - över en längre tid och utan att
hjärnvävnaden skadas. Nu har de kommit ett stort steg närmare målet och resultaten publiceras i den
vetenskapliga tidskriften Frontiers in Neuroscience.
Orsaken till det stora intresset för sådan teknik är att den skulle göra det möjligt att förstå hur hjärnan fungerar
både hos friska och sjuka individer.
NRC står för Neuronano Research Center, ett forskningskonsortium inom Lunds universitet koordinerat av
professor Jens Schouenborg.
- Det är flera delar som måste gå hand i hand om vi ska kunna registrera signaler från hjärnan med säkra resultat.
Dels måste elektroden vara biovänlig dvs. vi måste vara säkra på att hjärnvävnaden inte skadas. Dels måste
elektroden vara flexibel dvs. vara följsam i förhållande till hjärnvävnaden. Man ska komma ihåg att hjärnan flyter i
vätska innanför skallbenet och rör sig när vi t.ex. andas eller vrider på huvudet. Den elektrod och
implantationssteknik vi tagit fram nu har dessa egenskaper och det är unikt, säger Jens Schouenborg som
tillsammans med Lina Pettersson lett projektet.
Det unika med Lundaforskarnas skräddarsydda elektroder, som de kallar 3D- elektroder, är att de är extremt
mjuka och följsamma i alla 3-rumsdimensioner på ett sätt möjliggör stabila registreringar från samma nervceller
över lång tid. Elektroden är så mjuk att den böjer sig mot en vattenyta. För att kunna implantera sådana
elektroder har forskarna utvecklat en teknik för att gjuta in elektroderna i ett hårt men upplösningsbart
gelatinmaterial som samtidigt är mycket skonsamt för hjärnan.
Forskarna bakom elektrodimplantatet, fr vä: Lina Pettersson, Johan Agorelius, Palmi Thorbergsson och Jens
Schouenborg.
- Med denna teknik bibehåller elektroderna sin ursprungliga form inuti hjärnan och kan övervaka vad som händer i
en nästintill ostörd och normalt fungerande hjärnvävnad, säger Johan Agorelius, doktorand i projektet.
De flexibla elektroder som hittills tagits fram har inte gått att implantera med bibehållen form varför de satts fast
på ett solitt chip som bl.a. begränsar flexibiliteten.
- Andra typer av elektroder som används är mycket styvare. Resultatet i båda fallen blir att de skaver mot och
irriterar hjärnvävnaden och att nervceller runt elektroderna dör. Då blir signalerna missvisande eller så uteblir de
helt. Vår nya teknik gör att vi kan implantera hur flexibla elektroder som helst, samt bibehålla den exakta formen
på elektroden inne i hjärnan, säger Johan Agorelius.
- Om vi förstår hjärnans normala processer och funktioner när vi t.ex. känner smärta eller lär oss något nytt kan vi
på sikt få en helt annan förståelse för vad som sker i hjärnan. Därmed skapas också helt nya förutsättningar, för
att förstå vad som händer i hjärnan och ta fram effektiva behandlingar vid sjukdomar som t ex Parkinsons
sjukdom och kroniska smärttillstånd, än vad dagens tekniker medger, säger Jens Schouenborg.
Både elektroden och inbäddningstekniken, som är testat på råttor, är patenterade bland annat i Europa och USA,
av NRC -forskare.
Katrin Ståhl
Är du intresserad av att stödja forskning vid Lunds universitet? Läs
mer: http://donationskampanj.lu.se/projekt/hjarnans-sjukdomar
2015-09-30
