28 feb Nieuwe technologie meet hersenactiviteit in hoge resolutie
Onderzoekers zijn erin geslaagd om met een vernieuwde hersensonde in hoge resolutie activiteit te meten in het menselijk brein. Dit melden nieuwsbronnen ScienceDaily en RTL Nieuws. De nieuwe sonde is gevoeliger en nauwkeuriger dan eerdere modellen, waardoor een stuk meer neuronen tegelijkertijd bekeken kunnen worden. Het onderzoeksteam hoopt dat dit soort informatie meer inzicht kan geven in het functioneren van hersencellen, hun onderlinge samenwerking en bijvoorbeeld het ontstaan van neurologische ziektes.
De nieuwe technologie om hersenactiviteit te meten is gebaseerd op een eerdere uitvinding van het Belgische onderzoekscentrum imec. In 2017 introduceerden zij al de zogenaamde Neuropixels hersensonde als tool voor het meten van hersenactiviteit bij kleine dieren zoals muizen. Deze oorspronkelijke sonde was echter niet geschikt om metingen bij mensen te verrichten, daar was het materiaal onder andere niet stevig genoeg voor. Met behulp van onderzoekers van andere instituten – waaronder het Massachusetts General Hospital – is het nu gelukt om de hersensonde zo aan te passen dat het in staat is om ook in menselijk hersenweefsel op gedetailleerde wijze activiteit van cellen waar te nemen.
Bij eerdere metingen van celactiviteit in de hersenen werden meestal relatief grote elektroden gebruikt. Hoewel die de activiteit van duizenden hersencellen tegelijk kunnen registreren, leverden deze metingen een wazig beeld op, zo vertelt onderzoeker Angelique Paulk. De vernieuwde Neuropixels sonde is een stuk kleiner, maar heeft een betere resolutie waardoor de metingen nauwkeuriger zijn. Paulk vergelijkt het met een audio-opname in een voetbalstadion. Met de oudere technieken kon wel het geluid van juichend publiek worden opgevangen, maar met de nieuwe technologie is het “alsof je honderden individuele stemmen kunt opnemen, elk met een eigen microfoon”. Zo konden de onderzoekers bij een van de proefpersonen activiteit meten van wel 202 neuronen tegelijkertijd.
In het huidige onderzoek lukte het bij drie van de negen proefpersonen om neuronale activiteit in kaart te brengen. Een belangrijke vooruitgang die veelbelovend is voor toekomstig onderzoek. Paulk: “Dankzij nieuwe tools met hogere resolutie komen we tot de ontdekking dat verschillende soorten cellen erg interessante dingen doen.” Zo genereren excitatoire (stimulerende) cellen signalen, terwijl inhibitoire (remmende) cellen deze vertragen of stoppen. Kleine sondes die al beschikbaar waren, kunnen de activiteit van een of twee neuronen meten. “Maar dat betekent dat je niet de algehele diversiteit van celtypen kunt vastleggen”, aldus Paulk. “Door 200 cellen tegelijkertijd te meten, krijgen we inzicht in hoe de cellen met elkaar communiceren. Dit specifieke samenspel zorgt ervoor dat de netwerken in onze hersenen goed functioneren.”
Met behulp van de nieuwe Neuropixels sonde en vergelijkbare technologieën kunnen we dus steeds meer begrijpen van de communicatie tussen hersencellen. Wetenschappers hopen hiermee in de toekomst ook meer te weten te komen over diverse neurologische aandoeningen, zoals epilepsie en de ontwikkeling van hersentumoren. Daarnaast kunnen dit soort technieken bijdragen aan nieuwe inzichten omtrent allerlei cognitieve processen, en wellicht in bepaalde gevallen zelfs aan het verbeteren van hersenfuncties.
Het nieuwsbericht van ScienceDaily over dit onderzoek vind je hier, of ga via deze pagina naar het wetenschappelijke artikel dat gepubliceerd is in Nature Neuroscience.
Geen reactie's