Elektroden bewegen sich automatisch durch das Gehirn

Neurales Implantat findet selbstständig stärkstes Signal

Ein Gerät, das Elektroden automatisch durch das Gehirn bewegt, um die stärksten Signale zu finden, ermöglicht neuralen Implantaten eine neue Dimension. Wissenschafter des California Institute of Technology gehen davon aus, dass dieses Verfahren für die Weiterentwicklung von Gehirnimplantaten von entscheidender Bedeutung sein wird. Diese Implantate sollen eines Tages Gelähmten oder Menschen, die aufgrund einer amyotrophen Lateralsklerose nicht kommunizieren können, helfen. Ins Gehirn implantierte Elektroden könnten laut NewScientist prinzipiell neurale Signale auffangen und sie an eine Armprothese oder einen Computercursor weiterleiten.

Joel Burdick und Richard Andersen haben ein Gerät entwickelt, dessen Elektroden erkennen, woher das stärkste Signal kommt. Zusätzlich können sie sich in Richtung dieses Signals bewegen. Der Prototyp, der am Schädel befestigt wird, arbeitet mit piezoelektrischen Motoren, die vier Elektroden unabhängig voneinander in 1 Mikrometer Erweiterungen bewegen. Bisher wurde das Gerät erfolgreich für die Entschlüsselung von motorischen Signalen bei Ratten und Intentionssignalen bei Affen eingesetzt. Mit dem so genannten Autonomous Microdrive ist ein funktioneller Magnet-Resonanz-Tomographie (fMRI) Scan ausreichend, um die Elektroden in jenem Bereich zu lokalisieren, aus dem die Signale kommen. Jede Elektrode richtet sich dann auf das stärkste naheliegende Signal aus.

Piezoelektrische Motoren wurden ausgewählt, da sie in der Lage sind die Elektroden Hunderte von Mikrometern mit größter Genauigkeit zu bewegen. Um eine Beschädigung von Neuronen zu verhindern, wurde dem Mirkodrive die Fähigkeit verliehen, Kollisionen zu vermeiden. Obwohl die Versuche mit Tieren erfolgreich waren, ist das Gerät derzeit für den Einsatz am Menschen noch zu sperrig. Das Team arbeitet derzeit mit dem Caltech-Wissenschafter Yu-Chong Tai an einer kleineren Version, die aus bis zu 100 Elektroden bestehen soll. Innerhalb eines Jahres soll ein gelähmter Patient mit dem Mikrodrive Implantat ausgestattet werden, das ihm ermöglichen soll, einen Computercursor zu bewegen und im Internet zu surfen.