Drahtlos angetriebenes Gehirn-Implantat könnte Behandlung von Depressionen

Eine drahtlos angetriebene Implantat die Größe eines Reiskorns kann die Gehirne von Mäusen elektrisch stimulieren, wie die Nagetiere zu tun, was sie wollen. Das neue Gadget könnte dazu beitragen, dass die Wissenschaftler besser verstehen und behandeln von psychischen Störungen wie Depressionen, laut einer neuen Studie.

Das menschliche Gehirn ist der mächtigste Computer bekannt, eine außerordentliche Versammlung der lebenden Stromkreise. Besseres Verständnis der Funktionsweise des menschlichen Gehirns zu gewinnen – und Gewusst wie: Beheben von Problemen mit ihm – Neurowissenschaftler möchte elektrisch stimulieren die Gehirn einfacher Tiere huschen um, Aufgaben und auf ihre Umgebung reagieren.

Winzige, untethered Gehirn stimulierende Geräte würden Tiere bewegen, Verhalten und reagieren frei während der Experimente ermöglichen. Batterien sind jedoch zu schwer und sperrig, um in solch kleinen Spielereien passen. Stattdessen könnte diese Erfindungen mit magnetischen Induktion, wobei eine Drahtspule Energie an eine andere Spule mit Hilfe von Magnetfeldern übermitteln können drahtlos betrieben werden. [Top 10 Geheimnisse des Geistes]

"Wireless neuronale Stimulation bei Mäusen wurde viele Male zuvor nachgewiesen und in vielen dieser Systeme, die Mäuse über ein großes Gebiet frei bewegen konnte", sagte Studienautor senior Ada Poon, Elektroingenieur an der Stanford University in Kalifornien.

Jedoch wurden frühere Gehirn stimulierende Drahtlosgeräte durch ihre Strom-Ernte Komponenten begrenzt. Wenn diese Teile klein waren, war macht verloren, wenn die Tiere weg von der Stelle, wo die Energie fokussiert war, zog die begrenzt, wie weit die Tiere durchstreifen könnte. Auf der anderen Seite, wenn diese Teile groß waren, waren sie in der Regel zu groß, um implantiert werden.

Anderen Laboren entweder verwendet sperrige Geräte montiert auf die Schädel von Mäusen oder verwendet komplexe Anordnungen von Spulen gepaart mit Sensoren zu suchen die Mäuse und Leistung liefern. "Für uns, das Klang wie eine Menge Arbeit," erzählt Poon Leben Wissenschaft. "Wir waren"faul". Die "Faulheit" führte uns zu mehr Kreativität."

Jetzt die Forscher drahtlos implantierbare erstellt haben Gehirn stimulierende Geräte angetrieben im Wesentlichen mit der Maus Körper um zu helfen, Energie zu sammeln.

"Überraschend, es funktioniert", sagte Poon. "Ingenieure sind in der Regel komplexe Lösungen zu denken, aber manchmal wenn wir wieder ein bisschen abseits und out of the Box denken, könnten wir mit etwas verrückt, aber praktikablen Lösungen aufwarten, die einfacher sein."

Das etwa zylindrische Gerät ist etwa 2 Millimeter breit, 3 mm lang und 20 mm in Gewicht, so dass es etwa 100 Mal kleiner und leichter als bisherige Geräte. "Wir möchten die Größe eines Reiskorns etwas dickere Art zu vergleichen," sagte Poon.

Die Körper der Mäuse nicht verwendet werden, um Energie zu absorbieren, sagten die Forscher. Die Maus-Körper interagieren vielmehr Magnetfelder helfen Fokus Energie wie eine Linse vom Sender zum Empfänger in das Implantat umgebenden.

Etwa ein Tausendstel von der Energie an die Mäuse übertragen von den Geräten, einem Wirkungsgrad vergleichbar mit bisherigen Systemen absorbiert wird, sagten die Forscher. "Wir diese, jedoch Wirkungsgrade ohne begrenzen den Bereich der Abdeckung oder große Head-mounted-Antennen" hinzugefügt Poon.

Die Wissenschaftler konnten das Implantat als die Mäuse streiften über eine 6,3-Zoll Breite (16 Zentimeter) Kammer ausgekleidet mit einem magnetischen Gitter macht. Das Gerät wurde implantiert, in einer Region des Mäusegehirns bekannt der Infralimbic Kortex, der in Tiermodellen von Depressionen und Angstzuständen verwickelt ist.

"Dies öffnet die Tür zu einer Reihe neuer Experimente zum besseren Verständnis und Behandlung von psychischen Störungen wie Depressionen," sagte Poon. "Darüber hinaus, da gibt es kein Kabel und keine hervorstehenden Struktur, die aus den Tieren, es erlaubt Experimente mit mehreren Tieren im gleichen Raum, sozialen Interaktion besser zu verstehen – bei der Behandlung von chronischen Schmerzen und psychischen Störungen, zum Beispiel."

Die Wissenschaftler ihre Ergebnisse detailliert Online-4. August in der Zeitschrift physische Überprüfung angewendet.

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