Webbläsaren som du använder stöds inte av denna webbplats. Alla versioner av Internet Explorer stöds inte längre, av oss eller Microsoft (läs mer här: * https://www.microsoft.com/en-us/microsoft-365/windows/end-of-ie-support).

Var god och använd en modern webbläsare för att ta del av denna webbplats, som t.ex. nyaste versioner av Edge, Chrome, Firefox eller Safari osv.

Genombrott för elektrodimplantat i hjärnan

Elktroder, NRC
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

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.

NRC-forskare
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

 

Publikation:

An array of highly flexible electrodes with a tailored configuration locked by gelatin during implantation – initial evaluation in cortex cerebri of awake rats.
Författare: Johan Agorelius, Fotios Tsanakalis, Annika Friberg, Palmi T. Thorbergsson, Lina M. E. Pettersson och Jens Schouenborg.
Frontiers in Neuroscience, Neural Technology 25 September 2015

 

 

Kontakt

Johan Agorelius, doktorand vid NRC, Lunds universitet, tel: 046-222 15 03, johan.agorelius@med.lu.se
Lina Pettersson, forskare vid NRC, Lunds universitet, tel: 046-222 77 81, lina.pettersson@med.lu.se
Jens Schouenborg, professor i neurofysiologi vid NRC, Lunds universitet och affilierad till NanoLund, tel: 046-222 77 52, jens.schouenborg@med.lu.se

Kategorier

Intresserad av forskning och samhälle?
Prenumerera på Apropå!

I nyhetsbrevet Apropå varvas senaste nytt från Lunds universitet med kommentarer till aktuella samhällshändelser från några av våra 5000 forskare.