Neues Gerät umgeht zerstört Bereich im Gehirn der Ratte

Eine Gerät namens "neuronale Prothese" kann einen verletzten Teil des Gehirns zu umgehen und verbinden zwei entfernte Hirnregionen, entsprechend der neuen Forschung.

In Experimenten erlaubt das Gerät Ratten mit Hirnverletzungen wieder die Möglichkeit, ihre Arme zu bewegen, sagte der Forscher, die die Proof-of-Concept-Studie durchgeführt.

Die Forscher ahmte traumatische Hirnverletzungen in 16 Ratten durch Kommunikation über die Kommunikationsdrehscheibe zwischen den motorischen und sensorischen Bereichen, die Steuern die Bewegungen der Gliedmaßen abtrennen. Die Verletzung gemacht Ratten weitgehend nicht in der Lage, ihre Vorderbeine zu erreichen und zu begreifen Lebensmittel zu verwenden.

Dann nutzten die Forscher die Prothese, genannt eine Gehirn-Maschine-Hirn-Schnittstelle zur Kommunikation zwischen den motorischen und sensorischen Bereichen wiederherzustellen. Die Prothese ist ein Mikrochip mit Mikroelektroden, die in zwei getrennten Hirnregionen implantiert sind verbunden.

Die Ratten schließlich wieder ihre Fähigkeit zu erreichen und Essen zu erfassen, und zwei Wochen später, ihre Bewegungen waren von ihrem Verhalten zu unterscheiden, bevor ihre-Hirn-Trauma, so die Studie, veröffentlicht in der Zeitschrift Proceedings der National Academy of Sciences (Dez. 9) heute. [Video: Gehirnfunktion Prothetik - Ratte in den Motor zurück zu Normal]

"Wir im Wesentlichen dieses Gerät paar Aktivität aus einem anderen Bereich des Gehirns, der von Verletzungen verschont geblieben ist sind", sagte Studie Forscher Pedram Mohseni, Professor für Elektrotechnik und Informatik an der Case Western Reserve University in Cleveland, Ohio.

"Unsere Hypothese war, dass der neue Bereich die Funktion des verletzten Teils des Gehirns übernehmen kann", sagte Mohseni.

Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass neuronale Schnittstelle Systeme verwendet werden könnten, zu überbrücken beschädigte Nervenbahnen und fördern Erholung der Menschen mit Schädel-Hirn-Trauma oder Schlaganfall, obwohl viel mehr Forschung muss getan werden, bevor diese Technologie beim Menschen getestet werden könnte, sagte der Forscher.

"Erste, die Wirksamkeit und Sicherheit dieses Ansatzes im Gehirn von Primaten, die ähnelt, menschliche Gehirn getestet werden sollte," sagte Mohseni.

Die Forscher auch anschauen, werden das Gerät müsste dauerhaft implantiert werden, ob nach der verlorenen Verbindungen repariert herausgenommen werden könnten, sagte Mohseni.

Gehirn-Schnittstellen wurden untersuchten in den letzten Jahren als eine Behandlung für Menschen mit Hirnverletzungen. In den meisten Fällen beinhaltet die Forschung jedoch Systeme, die Kommunikation zwischen dem Gehirn und eine externe Maschine (genannt eine Gehirn-Maschine-Schnittstelle) zu fahren. Beispielsweise könnte ein Patient in einem Ansatz, ihre Hirnaktivität verwenden, zur Kontrolle der Bewegung eines Roboterarms.

Das Gerät in der neuen Studie fährt im Gegensatz dazu, Kommunikation zwischen Gehirnregionen. Das Gerät trennt neuronale Signale in eine Region des Gehirns von Hintergrundgeräuschen produziert, und mit jeder Spitze erkannt, der Mikrochip sendet einen Impuls von elektrischem Strom, Neuronen im zweiten Teil des Gehirns zu stimulieren, sagte der Forscher.

Als Kontrolle für das Experiment die Forscher auch die gleichen-Hirn-Trauma in einer anderen Gruppe von Ratten induziert, aber nicht das Gerät Implantat. Für eine dritte Gruppe ein Gerät implantiert wurde, aber wurde nach dem Zufallsprinzip Hirnregionen stimulieren. Die Ratten in diesen Gruppen erholen nicht ihre Bewegungen der Gliedmaßen sowie die erste Gruppe der Studie zufolge.

Unklar wie bald nach einer Verletzung bleibt, müssen das Gerät möglicherweise implantiert werden, um vorteilhaft zu sein, sagte der Forscher.

"In unserer aktuellen Studie implantiert wir das Gerät so schnell wie wir, in ein paar Stunden nach der Verletzung konnten. Dieses Modell offensichtlich nicht klinisch lebensfähig ist, weil Sie nicht erwarten, dass eine Person, die nur eine traumatische Hirnverletzungen, dieses Gerät implantiert in wenigen Stunden hatte", sagte Mohseni.

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