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Wissenschaftler manipulieren Gehirnzellen mit dem Smartphone

Wissenschaftler manipulieren Gehirnzellen mit dem Smartphone

Forscher des Korea Advanced Institute für Wissenschaft und Technologie (KAIST) und der University of Washington in Seattle haben ein Gerät entwickelt, mit dem Gehirnzellen mit einem Smartphone manipuliert werden können. Die Erfindung hat die Fähigkeit, neuronale Schaltkreise unter Verwendung eines winzigen Gehirnimplantats zu steuern, das von einem Smartphone gesteuert wird.

"Das drahtlose neuronale Gerät ermöglicht eine chronische chemische und optische Neuromodulation, die noch nie zuvor erreicht wurde", sagte der Hauptautor Raza Qazi, ein Forscher bei KAIST und der University of Colorado Boulder.

Das neuartige Gerät hat die einzigartige Fähigkeit, bestimmte interessierende Neuronen unter Verwendung von Medikamenten und Licht über längere Zeiträume anzuvisieren. Dies ist eine wesentliche Verbesserung gegenüber herkömmlichen Methoden, die seit langem von Neurowissenschaftlern verwendet werden.

Diese verwendeten starre Metallrohre und optische Fasern, um Medikamente und Licht abzugeben, die Bewegungen des Subjekts zu begrenzen und im Laufe der Zeit sogar Läsionen im weichen Gehirngewebe zu verursachen. Die Wissenschaftler mussten daher eine bessere Lösung finden, insbesondere für die langfristige Arzneimittelabgabe.

Um jedoch eine chronische drahtlose Arzneimittelabgabe zu gewährleisten, mussten die Wissenschaftler auch das Problem der Erschöpfung und Verdunstung von Arzneimitteln lösen. Die Forscher stellten sich ein neuronales Gerät mit einer austauschbaren Medikamentenpatrone vor.

LEGO-ähnliche Patronen

Diese wurden als LEGO-ähnliche Patronen beschrieben, die zu einem Gehirnimplantat für Mäuse zusammengesetzt wurden, die von einem Smartphone gesteuert wurden. Besser noch, sie werden mit Bluetooth Low-Energy betrieben.

"Dieses revolutionäre Gerät ist das Ergebnis eines fortschrittlichen Elektronikdesigns und einer leistungsstarken Mikro- und Nanotechnik", sagte Jae-Woong Jeong, Professor für Elektrotechnik an der KAIST. "Wir sind daran interessiert, diese Technologie weiterzuentwickeln, um ein Gehirnimplantat für klinische Anwendungen herzustellen."

"Es ermöglicht uns, die neuronalen Schaltkreise des Verhaltens besser zu analysieren und zu untersuchen, wie bestimmte Neuromodulatoren im Gehirn das Verhalten auf verschiedene Weise einstellen", fügte Michael Bruchas hinzu, Professor für Anästhesiologie und Schmerzmedizin und Pharmakologie an der University of Washington School of Medicine. "Wir sind auch bestrebt, das Gerät für komplexe pharmakologische Studien zu verwenden, die uns bei der Entwicklung neuer Therapeutika für Schmerzen, Sucht und emotionale Störungen helfen könnten."

Die Erfindung, so glauben die Forscher, kann der Aufdeckung des Gehirns und seiner vielen Krankheiten wie Parkinson, Alzheimer, Sucht, Depression und Schmerz wirklich zugute kommen. Die Studie ist veröffentlicht inNaturbiomedizintechnik.


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