Nieuwe ultradunne sensoren meten neuronale activiteit diep in de hersenen

Credit: David Baillot/University of California San Diego

Uit de studie van de onderzoekers van University California San Diego blijkt dat hun sensoren tot 10 centimeter diep in de hersenen activiteit kunnen meten met een hoge resolutie. De sensoren zijn erg dun; slechts 15 micron dik, of een vijfde van de breedte van een menselijk haar, en 1,2 millimeter breed. Ze kunnen tot 128 kanalen meten. Dat is veel meer dan de huidige klinische sensoren die maar 8 tot 16 kanalen kunnen meten. De sensoren werken bij zowel mensen als bij dieren en kunnen bijvoorbeeld gebruikt worden om de hersenactiviteit van patiënten met epilepsie of parkinson gedurende maximaal 30 dagen te monitoren.

‘De fabricatie van deze sensoren is heel mooi’, zegt Nick Ramsey, hoogleraar Cognitieve Neurowetenschappen aan UMC Utrecht. Hij doet zelf onder andere onderzoek naar het locked-in-syndroom en ontwikkelt implantaten en software voor mensen die daaraan lijden. ‘Deze onderzoekers zijn een van de eersten die met zo’n geavanceerd apparaat op de markt komen. Al is het geen volwaardig product. Er moet bijvoorbeeld nog een connector en versterker bij. Voor wetenschappers en wetenschappelijk onderzoek kunnen deze sensoren heel nuttig zijn. Ik twijfel er echter aan of ze bruikbaar zijn voor een kliniek, omdat ze eigenlijk te fijnmazig zijn, maar ook omdat men al zo lang gebruikmaakt van klinische sensoren. Ze moeten eerst hun nut in de wetenschap bewijzen vooraleer ze veel gebruikt zullen worden.’

Hersenschade

‘De vraag is ook of artsen meer dan 16 kanalen hoeven te meten. 128 kanalen is erg veel, daar hebben wij op dit moment niet de apparatuur voor’, gaat Ramsey verder. ‘Dat de sensoren tot 10 centimeter diep in de hersenen kunnen meten, is niets nieuws. Dat is de normale diepte, ook voor klinische sensoren.’

De onderzoekers beweren dat hun nieuwe sensoren geen hersenschade veroorzaken, maar dat klopt volgens Ramsey niet. ‘Het kan niet anders dan dat ze evenveel hersenschade veroorzaken als klinische sensoren. Ze zijn misschien maar 1,2 millimeter breed, maar snijden nog steeds dwars door de witte stof in de hersenen heen. De FDA heeft deze sensoren wel goedgekeurd, wat betekent dat de onderzoekers aangetoond hebben dat ze 30 dagen in de hersenen kunnen zitten zonder chemicaliën te lekken.’

‘Het zal nog even duren voor de klinische elektroden helemaal vervangen kunnen worden’, denkt Ramsey. ‘Iedereen in de medische wereld is klinische elektroden gewend, en de medische wereld past zich vaak langzaam aan. Maar deze nieuwe sensoren zijn zeker interessant voor onderzoekers die meer willen weten over de hersenen, hersenactiviteit of bepaalde stoornissen, en met name hoe neuronen met elkaar communiceren.’