Lunds Universitet – Sända och ta emot signaler på hjärnans språk

Svenska Dagbladet

Publicerad: 7 oktober 2007

Sedan länge är hjärnor och datorer ihopkopplade i skön eller skrämmande förening i den värld science fiction-författare skildrar. Men så är det inte i verkligheten. Inte än, men ganska snart om man får tro Martin Kanje och hans kollegor på Neuronano­science Research Center (NRC) vid Lunds universitet.

Nano är grekiska för dvärg och nanomedicin handlar verkligen om det nästan obegripligt lilla formatet. En nanometer är en miljondels millimeter. De elektroder Martin Kanje arbetar med är ungefär 50 nanometer. Det innebär att om man vill kan hundratals placeras i en enda nervcell. Tekniken att göra så är på gång.

Det lilla formatet innebär att elektroderna ska kunna användas av personer i rörelse, i vardagen. De nanostora elektroderna följer med i hjärnans geléartade rörelser utan att störa.

-Men framför allt blir upp­lösningen extremt hög och kommunikationen mellan elektroderna som avläser aktiviteten i nervsystemet och omvärlden – till exem­pel en dator som tolkar signalerna – betydligt mer avancerad än dagens tillämpningar, konstaterar Martin Kanje.

Tanken att elektroniskt styra kroppsliga processer är inte ny.

En pacemaker håller takten åt hjärtat, implantat i örats snäcka ger ljud åt hörselskadade och elektroder i hjärnan dämpar symtomen hos Parkinsonsjuka.

Men den gamla tekniken är alltför stor och trubbig för mer sofistikerade tillämpningar i centrala nervsystemet. Med få elektroder blir upplösning för dålig.

Dessutom vill forskarna på NRC inte bara ha envägskommunikation, de vill ha ett samtal mellan nervsystemet och omvärlden. Inte bara stimulering utan också respons.

-Vi vill skapa ett fungerande samspel så att information förmedlas både till och från nervsystemet, säger Martin Kanje.

I ett sådant tvåpartssamtal skulle nervfunktionerna vid många sjukdomar kunna talas till rätta.

Vid kronisk smärta dämpar ­eller helt blockerar nanoelektroden smärtsignalen i hjärnan. Vid epilepsi, där ett anfall kan liknas vid en elektrisk storm i hjärnan med en mängd nervceller inblandade, skulle en lyssnande elektrod kunna ge en bromssignal som avvärjer anfallet. Vid inkontinens tar elektroderna över den fallerade tömningen av urinblåsan. Tekniken kan också tillämpas så att en handprotes ger en känselupplevelse av vad handen gör.

Exemplen är många. Och i teorin fungerar det.

-Den största utmaningen ligger i att få kopplingen mellan det levande och tekniken att fungera över tid, säger Martin Kanje och jämför den miljö nanoimplantaten ska verka i med att lägga en radioapparat i saltvatten och få den att fortsätta fungera.

För att samtalen ska fortgå måste elektroden fungera i den fientliga miljön och självklart måste nervcellen överleva.

Allt främmande i kroppen kapslas in av inflammatoriska processer. Det skadar både nervcellen och skärmar av elektrodens signal.

-Kanske lösningen finns i fjärilens vinge, säger Martin Kanje. Den är hydrofob. Den blir aldrig blöt, ingenting fastnar på den.

Klär man nanoelektroderna med ett ytskikt som kopierar fjärils­vingens talar mycket för att inte heller immunförsvarets inflamma­toriska celler får fäste på den hydrofoba ytan. Tekniker för att modifiera ytor med nanoteknik finns redan.

Ska elektroder i vårt centrala nervsystem på ett mer sofistikerat sätt både ta emot och sända signaler på hjärnans elektriska språk vill det till att formatet är nano. Och att det ska lyckas är det fler än nanoforskarna själva som tror på.

Men hur blir det med de blinda som kan se och de lama som kan gå?

-Jo, det kommer nog det också, säger Martin Kanje och berättar att det till exempel pågår EU-finansierade försök där näthinnereceptorer som skadats av sjukdom ersätts med ljuskänsliga elektroder.

-Mycket återstår, men jag tror att vi om tio år har tillgång till rela­tivt avancerade implantat i hjärnan, säger Martin Kanje.



Kommentera:

Namn *:
E-post *:
Webbplats:
Kommentar *:
*