Gerade einmal so gross wie ein Skatspiel ist das tragbare elektronische Gerät "Neuro-Stack" der University of California, Los Angeles, das die Aktivität einzelner Neuronen im Gehirn eines Menschen aufzeichnet, während dieser seiner normalen Tätigkeit nachgeht. Die Innovation könne bei der Therapie von Erkrankungen des Gehirns entscheidend helfen, glaubt Forschungsleiter Dejan Markovic.
Markovic und seine Kollegen haben ihr Gerät zunächst im Labor getestet. Nach der Validierung des Designs haben die Experten eine Reihe von realen Bewertungen bei Patienten durchgeführt, bei denen Epilepsie diagnostiziert worden war. Diesen Patienten trugen nach einem chirurgischen Eingriff einige Elektroden tief im Gehirn, um ihre epileptischen Anfälle zu behandeln.
Das Team hat mit Neuro-Stack erfolgreich die Aktivität einzelner Neuronen im Gehirn dieser Patienten mit einer hohen Auflösung aufgezeichnet und eine zeitlich präzise getaktete elektrische Stimulation geliefert. Dazu werden die Elektroden im Gehirn strategisch platziert. Diese Stimulationen lassen sich einfach und ferngesteuert programmieren, um bestimmte Gehirnzustände zu untersuchen oder zu behandeln.
Neuro-Stack soll dazu beitragen, die Erforschung der neurophysiologischen Grundlagen menschlicher Krankheiten voranzutreiben und möglicherweise auch fortschrittlichere Neuromodulationstherapien für Hirnerkrankungen zu ermöglichen. "Letztendlich stellen wir uns minimalinvasive Implantate vor, die breit zugänglich sind", unterstreicht Markovic.
"Einfach ausgedrückt, hört das Gerät auf das Gehirn und spricht mit ihm", so Markovic. Einzigartig sei seine Fähigkeit, einzelne Neuronen in frei beweglichen Menschen zu beobachten. Solche Untersuchungen seien bisher nur in Tierversuchen möglich gewesen, deren Ergebnisse nicht ohne weiteres auf Menschen übertragbar sind. Mit Neuro-Stack ist es sogar möglich, neuronale Aktivitäten live zu entschlüsseln, wenn ein Teilnehmer eine einfache Gedächtnisaufgabe erledigt. Man kann also sehen, welche Neuronen aktiviert werden, um zum Ergebnis zu kommen.
