Flexible Tentakel-Elektroden messen Hirnaktivität präzise

Hirnschrittmacher sind normal geworden. Weltweit tragen Schätzungen zufolge 200’000 Menschen Elektroden im Gehirn, die bestimmte Hirnareale mit elektrischen Impulsen versorgen. Von solchen Hirnsonden profitieren zum Beispiel Menschen mit der Parkinson-Krankheit oder mit krankhaften Muskelkrämpfen. Nach Ansicht von Mehmet Fatih Yanik, Professor für Neurotechnologie an der ETH Zürich, wird die Forschung die Möglichkeiten dieser Technologie stark erweitern: Anstatt das Hirn mit solchen Sonden bloss zu stimulieren, können dieselben Elektroden auch verwendet werden, um die Aktivität der Hirnzellen aufzuzeichnen. Diese Aufzeichnungen können auf Anomalien untersucht werden, die mit neurologischen oder psychiatrischen Erkrankungen verbunden sind. In einem nächsten Schritt ist es denkbar, diese Anomalien und Erkrankungen wiederum mit elektrischen Impulsen zu behandeln.

Zu diesem Zweck haben Yanik und sein Team nun eine neue Art von Elektroden entwickelt, die detailliertere und präzisere Aufzeichnungen der Hirnaktivität über einen längeren Zeitraum ermöglichen. Die Elektroden bestehen aus Bündeln extrem feiner und flexibler Fasern aus Gold, die von einem Polymer umhüllt sind. Ein von den ETH-Forschern entwickeltes Verfahren ermöglicht es, diese Bündel sehr langsam ins Gehirn einzubringen. Sie verursachen daher keine nachweisbaren Schäden am Hirngewebe.

Damit unterscheiden sich die neuen Elektroden wesentlich von bisherigen Technologien, von denen die von Elon Musks Firma Neuralink in der Öffentlichkeit am bekanntesten sein dürfte. Alle bisherigen Technologien, auch die von Neuralink, arbeiten mit ziemlich groben Sonden. «Je gröber die Sonde, desto grösser ist das Risiko, damit das Hirngewebe zu schädigen», sagt Yanik. «Unsere feinen Elektroden haben zudem den Vorteil, dass sie sich im Gehirn zwischen die länglichen Fortsätze der Nervenzellen einfügen. Sie sind auch bloss etwa so dick wie diese Zellfortsätze.»