Mit einem neu entwickelten transparenten 3D-gedruckten Schädelimplantat für Mäuse können Forscher jetzt die Aktivität der gesamten Gehirnoberfläche in Echtzeit beobachten.
Die Innovation, See-Shell genannt, könnte neue Erkenntnisse über Erkrankungen des menschlichen Gehirns wie Gehirnerschütterungen liefern. Alzheimer und Parkinson Krankheit.
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Visualisierung des Kortex
"Wir versuchen zu sehen, ob wir über lange Zeiträume große Teile der Gehirnoberfläche der Maus, den so genannten Cortex, visualisieren und mit ihnen interagieren können. Dies gibt uns neue Informationen über die Funktionsweise des menschlichen Gehirns." sagte Suhasa Kodandaramaiah, Ph.D., Mitautor der Studie und Benjamin Mayhugh, Assistenzprofessor für Maschinenbau an der Hochschule für Wissenschaft und Technik der Universität von Minnesota.
"Mit dieser Technologie können wir den größten Teil des Kortex mit beispielloser Kontrolle und Präzision in Aktion sehen und gleichzeitig bestimmte Teile des Gehirns stimulieren."
Frühere Studien konzentrierten sich darauf, kleine Regionen des Gehirns zu untersuchen und zu versuchen, sie im Detail zu verstehen. Die Teile des Gehirns sind jedoch alle miteinander verbunden, sodass sich das, was in einem Bereich geschieht, auf die anderen auswirkt.
Mithilfe der See-Shell können Forscher untersuchen, wie sich alle Teile des Gehirns gegenseitig beeinflussen. In einer der ersten mit dem Gerät durchgeführten Studien wurde untersucht, wie leichte Erschütterungen in einem Teil des Gehirns das Gehirn dazu veranlassten, sich strukturell und funktionell neu zu organisieren.
Die Forscher sagen, dass das Gehirn von Mäusen dem menschlichen sehr ähnlich ist und daher die Lehren, die aus Mäusen gezogen wurden, auf menschliche Behandlungen angewendet werden könnten.
"Dies sind Studien, die wir beim Menschen nicht durchführen konnten, aber sie sind äußerst wichtig für unser Verständnis der Funktionsweise des Gehirns, damit wir die Behandlung von Menschen mit Hirnverletzungen oder -krankheiten verbessern können", sagte Dr. Timothy J. Ebner.Ph.D., Mitautor der Studie und Professor an der University of Minnesota und Leiter der Abteilung für Neurowissenschaften an der Medizinischen Fakultät.
Betrachtet bestimmte Neuronen
Um die See-Shell zu erstellen, haben die Forscher die Oberfläche eines Mausschädels digital gescannt und eine durchsichtige Version davon gedruckt. Anschließend haben sie die Oberseite des Mausschädels durch das 3D-gedruckte transparente Gerät ersetzt.
"Mit diesem neuen Gerät können wir die Gehirnaktivität auf der kleinsten Ebene betrachten, indem wir bestimmte Neuronen vergrößern und gleichzeitig einen Überblick über einen großen Teil der Gehirnoberfläche im Laufe der Zeit erhalten", sagte Kodandaramaiah.
"Die Entwicklung des Geräts und die Demonstration, dass es funktioniert, ist nur der Anfang dessen, was wir tun können, um die Gehirnforschung voranzutreiben."
Die Studie wird veröffentlicht in Naturkommunikation .