Mind Control

Published by MindTech Sweden

Nano Implantat


Tema: Nanomedicin

Snart kan datorerna prata med våra nerver

Blue Brain

Blue Brain

Forskare i Lund skapar elektroder som är så små att de kan placeras direkt i centrala nervsystemet utan att störa. Elektroderna ska visa hur minnet fungerar och lindra sjukdomar som har sitt ursprung i hjärnan.

När nanovetenskapen möter medicinen får man “nanomedicin”, ett område som många av oss associerar med omtumlande framtidsvisioner, som tex minirobotar i vårt blodomlopp på jakt efter sjuka celler.På nybildade, tvärvetenskapliga Neuronanoscience Research Center i Lund är saker och ting betydligt enklare – men ändå lika spektakulära.

Centrets forskare ska utveckla elek-troder i nanoskala, så små att de inte syns i vanligt ljusmikroskop, som kan sättas in i hjärnan eller ryggmärgen och trådlöst sända och ta emot signaler. Eftersom elektriska pulser är centrala nervsystemets eget sätt att kommunicera, får forskarna på det här viset nervcellerna att “prata” med datorer utanför kroppen.

Det ger ny kunskap om hur hjärnan lagrar information, men också en chans att lindra och bota svåra neurologiska sjukdomar.

- Om vi tex kan lindra kro-nisk smärta med vår teknik så vore det ju suveränt, säger Jens Schouenborg, -professor i neurofysiologi som länge arbetat med smärtforskning.

Han är koordinator för centret som fått 40 miljoner kronor från Knut och Alice Wallenbergs stiftelse och 75 miljoner av det sk Linnéstödet.

Tre huvudområden
Till att börja med ska elektroderna opereras in i djur, men redan finns mycket konkreta idéer om hur de ska kunna användas i människor. Centrets forskare har valt tre kliniska huvudområden: smärtlindring, behandling av Parkinsons sjukdom och styrning av proteser.

- Elektrisk stimulans, sk deep brain stimulation, används redan med ganska god effekt i vården av parkinsonpatienter. Men dagens teknik är rätt grov, med elektroder som är över en millimeter i diameter. Mindre elektroder skulle göra det lättare att bara stimulera precis där man vill, och på så vis minska risken för biverkningar, säger Jens Schouenborg.

Vad gäller smärtpatienter vet man redan att elektriska impulser i hjärnstammen kan ge kraftig smärtlind-ring, men hjärnstammen är ganska rör-lig och det har varit mycket svårt att förankra elektroder med dagens konstruktion.

För en patient med protes skulle nanoelektroderna kunna tillföra helt nya möjligheter.

- Med inopererade elektroder skulle man kunna stimulera fram en upplevelse som matchar det som handen eller armen gör. Då kunde man inte bara styra protesen, utan faktiskt också känna med den, säger Jens Schouenborg.

Bygger upp minnet
Men till en början kommer elektroderna inte att användas på patienter, utan i centrets grundforskning. De placeras då i hjärnan på försöksdjur, framför allt råttor, för att registrera signaler medan djuren lever och utvecklas. På så vis får forskarna en bild av hur hjärnan själv bygger upp minnet, medan förhållandena är så naturliga som möjligt. Det är särskilt viktigt vid studier av långtidsminnet eftersom det är så lättstört – det vet vem som helst som försökt trycka in ny kunskap efter för lite sömn, eller för mycket alkohol.

- Att elektroderna görs i nanoskala innebär att de är lika små som nervcellerna själva, och ännu mindre. Troligen kommer vi att utforma dem som små buskar, som kan läsa av signaler i ett kanske knappnålsstort område, säger Jens Schouenborg.

Ett sådant område räcker långt. Exempelvis är många centra i hjärnstammen hos människan inte mycket större än så. Från den lilla busken ska extremt tunna ledningar löpa till själva sändar- och mottagarelektroniken. Den i sin tur blir så liten att den kan gömmas i en urgröpning i skallbenet.

Etiska frågor
När Neuronanoscience Research Center i Lund är fullt utbyggt kommer över 30 personer att arbeta där. Bland forskningsledarna finns förutom Jens Schouenborg bland andra professorn i cell- och organismbiologi Martin Kanje, fysikprofessorn Lars Samuelson som leder Nanokonsortiet i Lund, och Ulf Görman, som är docent i etik. Han ska analysera etiska frågeställningar som dyker upp i arbetet med nanoelektroderna.

- Det finns alltid etiska överväganden att göra när man inför ny teknik med sådan potential som BMI har. Det gäller allt från infektionsrisker och kostnader till teknikens möjligheter på sikt, konstaterar Jens Schouenborg.

Dit hör sådant som att man skulle kunna lindra depressioner med hjälp av elektroder i de emotionella delarna av hjärnan. Jens Schouenborg är noga med att betona att det inte är den typen av terapi som centrets forskning syftar till, men att man vill kartlägga alla möjliga etiska problemställningar så tidigt som möjligt. Han jämför med situationen kring stamcellsforskning.

- Forskningsfältet var helt nydan-ande, och det dök upp en hel del etiska frågeställningar som man kanske inte tänkt på. Resultatet blev enorma diskussioner och att forskningen i perioder stoppades. Den situationen vill vi undvika genom att studera de etiska frågeställningarna i förväg, säger Jens Schouenborg.

Flera utmaningar
Nanoelektrodforskarna har flera mer handgripliga utmaningar framför sig. De måste välja lämpliga material, varaktiga och biokompatibla, dvs sådana som orsakar minimala reaktioner i vävnaden.

- Vid nanokonsortiet har man tagit fram supertunna trådar i bl a galliumfosfid, och vi tror att de skulle kunna fungera som stomme i elektroder. Sedan får vi se om det blir det materialet eller något annat, det kan jag inte säga ännu.

Man måste dessutom konstruera de minimala elektroderna på ett sådant sätt att de över huvud taget går att hantera. De behöver ett “handtag” så att de kan placeras där neurofysiologerna vill ha dem. Och så ska centrets forskare finslipa dagens metoder för telemetri, överföringen av radiosignaler mellan den inopererade elektroniken och sändaren eller mottagaren utanför kroppen.

- Men i princip finns teknologin redan för att skapa de här elektroderna. Det är just därför tiden är mogen nu för ett projekt som vårt, avslutar Jens Schouenborg.

Författare: Lisa Kirsebom

Fotograf: Waldemar Hällström

Kommentera:

Kontakta redaktören

One Reply

  1. Lisa Kirsebom May 2nd 2011

    Svenska folket kommer som jag att vakna och se sanningen kring detta projekt. Sedan kommer räkenskapens dag att ställa ordningen till rätta. Jag har kopierat all information kring detta och det finns nu tillgängligt på internet.

    Usch va lättlurad jag var.

  • recapitulation