Fortschritt : Wissenschaftler öffnen "Fenster ins Gehirn"

Ein Team der University of California hat buchstäblich ein „Fenster ins Gehirn“ geöffnet. Dazu ersetzten sie Teile der Schädeldecke mit transparentem Material. Die Wissenschaftler erhoffen sich mit dem neuen Verfahren Verbesserungen in bildgebenden Verfahren und bei lichtbasierten Behandlungen.

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In die Schädel von Patienten mit Problemen am Hirn soll man in Zukunft genauso leicht hineinsehen können wie in diesen Glasschädel im Dresdner Hygiene-Museum.
In die Schädel von Patienten mit Problemen am Hirn soll man in Zukunft genauso leicht hineinsehen können wie in diesen Glasschädel...Foto: dpa

Wenn es um Gehirnforschung geht, wird nicht selten von Durchbrüchen gebrochen. Oftmals gipfeln die Beschreibungen dann darin, dass man sprichwörtlich ein "Fenster zum Gehirn" gefunden haben will. Ingenieure der UC Riverside (University of California) können diese Formulierung jetzt wörtlich verwenden. Sie konstruierten ein transparentes Material, dass chirurgisch dazu verwendet werden kann, Teile der Schädeldecke zu ersetzen.

Was zuerst skurril klingt, ist eigentlich simpel. Das Team verwendete eine durchsichtige Version einer gebräuchlichen körperkompatiblen Keramiklegierung, welche in der Zahntechnik und der Orthopädie bereits seit einiger Zeit verwendet wird. Bei dem Projekt geht es weniger um die Notwendigkeit, Teile des Schädels ersetzen zu müssen, sondern um die Folgen dieses Eingriffes. Wenn Ärzte einen Teil des Schädels transparent machen können, entfaltet die Methode in den darauffolgenden Behandlungen ihre Wirkung, so der Leiter des Projektes, Guillermo Aguilar. "In Zukunft wird man eine dauerhafte Möglichkeit brauchen, Zugang zum Gehirn zu erhalten.", so Masuro Rao, Professor an der UC und weiteres Mitglied des Teams.

Als eine der ersten Auswirkungen will man das Gehirn effizienter beobachten können, was das Team bereits ausprobierte. In einer frühen Studie - sie wird demnächst bei "Nanomedicine" erscheinen - haben sie Verbesserungen in der Bildgebung mittels speziellen Wellenlängen von Licht nachgewiesen, wenn durch klare Keramiklegierungen anstatt durch festes Knochengewebe gescannt wurde. Allgemein könnten durch das Verfahren die Bildgebungsverfahren nur verbessert werden, so Aguilar.

Das Team hat noch große Pläne mit dem Material. So soll es für laserbasierte Behandlungen und auf Licht basierende Medikamente eingesetzt werden. Diese werden implantiert und per Laser aktiviert. "Eine der Hauptschranken bei der Behandlung ist das dauernde Öffnen des Schädels, um an das Gehirn heran zu kommen", so Rao. Ein Fenster im Kopf löst dieses Problem. Es könnte sogar sein, dass Ärzte in Zukunft lichtbasierte Eingriffe völlig ohne eine Operation durchführen können. Zudem erhofft man sich Fortschritte in der Optogenetik, also der Kontrolle von genetisch modifizierten Zellen durch Licht. Die Optogenetik wurde in Studien zum Beispiel bereits für die Behandlung von Parkinson und Kokainabhängigkeit genutzt.

Vor einem Problem steht das Team im Moment noch bei der Frage, wie man die Kopfhaut genauso durchsichtig macht, wie den unter ihr liegenden Keramik-Knochen. Dafür wird an Wirkstoffen geforscht, die das Kopfgewebe durchsichtig werden lassen sollen. Das Team arbeitet darauf hin, das Verfahren an lebendem Gewebe in Tieren und später vielleicht auch an Menschen zu testen.

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