Multielektrodenmatten (MEAs, aus dem Englischen: Muliteleectrode Arrays) erlauben die Aufnahme von Hirnaktivit?ten, ohne dabei in das Nervenzellgewebe einzudringen. Sie werden zum Beispiel in der Epilepsiebehandlung bei Patientinnen und Patienten eingesetzt, bei denen eine medikament?se Therapie nicht 澳门皇冠_皇冠足球比分-劲爆体育 m?glich ist. Dort dienen sie der Vorbereitung und Durchführung einer Operation, um das kranke Gewebe gezielt entfernen zu k?nnen. ?Klinisch zugelassene MEAs besitzen wenige, relativ gro?e und relativ weit voneinander entfernte Elektroden,“ sagt der Leiter der Studie, Dr. Detlef Wegener vom Institut für Hirnforschung der Universit?t Bremen. ?Sie haben eine sehr viel bessere r?umliche Aufl?sung als EEG-Ableitungen. Aber sie sind bislang nur sehr eingeschr?nkt für neuere, klinische Einsatzgebiete geeignet.“ Um den Abstand zu den Zellen zu minimieren, werden solche Matten unterhalb der harten Hirnhaut, der sogenannten Dura mater, platziert. ?Dies kommt der Signalqualit?t zu Gute, aber es bedeutet gleichzeitig, dass MEAs nur für sehr kurze Zeitr?ume eingesetzt werden k?nnen. Denn aus der ?ffnung der Hirnhaut k?nnen klinische Komplikationen resultieren“, so der Wissenschaftler.
Neue Multielektrodenmatten erm?glichen weniger invasives Verfahren
Eine Alternative sehen Wegener und sein Team deshalb in sogenannten epiduralen MEAs . ?Das sind Matten, die oberhalb der harten Hirnhaut platziert werden und prinzipiell über unbegrenzt lange Zeitr?ume verbleiben k?nnten, weil die Hirnhaut nicht ge?ffnet zu werden braucht.“ Sie stellen damit ein wesentlich weniger invasives Verfahren dar und w?ren zum Beispiel auch für vollst?ndig gel?hmte Patientinnen und Patienten nutzbar, um die Steuerung einer Prothese mit Hilfe von Kommandos zu erm?glichen, die aus dem Gehirn an einen Computer übertragen werden.
Viele kleine Kontaktpunkte, die eng beieinanderliegen
?Das Problem besteht jedoch darin, dass die Hirnhaut eine Barriere darstellt, die die Signalqualit?t verschlechtert. Wenn man die Elektroden oberhalb der Hirnhaut platzieren m?chte, muss man also Wege finden, mit dieser verminderten Qualit?t so umzugehen, dass das klinische Ziel dennoch erreicht werden kann.“ In einer neuen Studie, die kürzlich im Nature Journal Communications Biology erschienen ist, zeigen Forschende der Universit?t Bremen, dass dies mit hoher Qualit?t m?glich ist. Sie nutzen dabei eine Elektrodenmatte, die unter Leitung von Professor Andreas Kreiter und Professor Walter Lang im Rahmen der Creative Unit ?I-See“ in Zusammenarbeit des Instituts für Hirnforschung und des Instituts für Mikrosensoren, -aktoren und -systeme (IMSAS) entwickelt wurde. Creative Units sind Forschungsgruppen an der Universit?t, die im Rahmen der Exzellenzinitiative entstanden sind, um kreative Ideen zu f?rdern. ?Diese Matte verfügt über sehr viele, kleine Kontaktpunkte, die eng beieinanderliegen. Indem wir die Information von vielen Elektroden kombinieren und sie mit Hilfe von Verfahren der Künstlichen Intelligenz untersuchen, ist es m?glich, eine sehr hohe Genauigkeit bezüglich der zu Grunde liegenden neuronalen Aktivit?t zu erzielen“, erkl?rt Wegener.
Bereits in einer im Jahr 2019 ver?ffentlichten Untersuchung hatten die Forschenden zeigen k?nnen, dass diese Verfahren eine sehr hohe Genauigkeit in der Messung und Klassifikation von Hirnaktivit?ten erreichen k?nnen. In der aktuellen Studie wurde nun untersucht, ob mit Hilfe von epiduralen Signalen auch kleinste Unterschiede zwischen visuellen Reizen, zum Beispiel in der Gr??e und Form eines Objektes, klassifizierbar sind. Mit den neuen Ergebnissen sei der Weg bereitet, die technische Entwicklung von epiduralen MEAs voranzutreiben, um sie letztlich im klinischen Alltag zu etablieren, so Wegener. Die Studien wurden von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gef?rdert.
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Link zur Studie in der Fachzeitschrift Communications Biology: https://rdcu.be/cl4g6 (auf Englisch)
Fragen beantwortet:
Dr. Detlef Wegener
Institut für Hirnforschung
Universit?t Bremen
Telefon: +49 421 218 63007
E-Mail: wegenerprotect me ?!brain.uni-bremenprotect me ?!.de
