Erster implantierbarer Kernspintomograf

MRT-Implantat im Miniaturformat misst Aktivität von Neuronen

04. Dezember 2019, 06:30 Uhr   |  Max-Planck-Instituts für biologische Kybernetik

MRT-Implantat im Miniaturformat misst Aktivität von Neuronen
© whitehoune - stock.adobe.com, MPI f. biologische Kybernetik, Universität Stuttgart. Bildmontage: Martin Vötsch (design-galaxie.de)

Illustration des Miniatur-MRTs im Hirngewebe

Forschung | Wissenschaftler haben ein Implantat entwickelt, das erstmals hochauflösende Daten zur neuronalen Aktivität im Gehirn liefert. Das Implantat vereint die Funktionalität eines Magnetresonanztomografen (MRT) auf einem winzigen Chip.

Die wissenschaftliche Arbeitsgruppe um Klaus Scheffler vom Max-Planck-Institut für biologische Kybernetik und der Universität Tübingen sowie Jens Anders von der Universität Stuttgart haben mit dem Implantat einen technologischen Brückenschlag geschafft, der die bisher eng gesetzten elektrophysikalischen Grenzen klassischer Hirnscan-Methoden sprenge. Die haarfeine Sonde besteht aus einem winzigen Magnetresonanztomographen und kombiniert die Vielseitigkeit bekannter räumlicher MRT-Analysen mit der Genauigkeit eines implantierbaren Sensors, der an einem Punkt im Gehirn neuronale Ereignisse in Echtzeit messen kann.

»Das Konzept, einen Kernspinresonanzdetektor auf einem winzigen Chip unterzubringen ermöglicht es uns, die typischen elektromagnetischen Störungen von Magnetresonanzsignalen erheblich zu verringern und viel feinere und sowohl zeitlich als auch räumlich hochaufgelöste Daten zu erhalten«, erklären Klaus Scheffler und Jens Anders in ihrer Nature Publikation. Mit dieser Methode könnten sie nun spezifische Aktivitäten und Funktionalitäten im Gehirn sehr viel besser verstehen und auch Unregelmäßigkeiten von Hirnfunktionen ausmachen.

Skalierbare Technik

Dank der Erfindung könnten Forscher die Mechanismen oder Aktivierungsmuster neuronaler Aktivität bis hin zu spezifischen, insbesondere krankhaften, neuronalen Funktionen im Hirngewebe entdecken. »Unsere Sonde ist technisch auch skalierbar. Das heißt, es besteht die Möglichkeit, Daten aus mehr als einem einzigen Bereich des Gehirns zu erfassen«, so Scheffler. Zum Beispiel aus angrenzenden Hirnarealen – dies aber auf demselben winzigen Implantat. Die Skalierbarkeit der verwendeten Technologie ermögliche darüber hinaus auch die Integration weiterer Messmodalitäten wie zum Beispiel elektrophysiologischer oder optogenetischer Sensoren im selben Implantat. (me)

Schlagworte:Magnetresonanztomographie, Neurologie, Forschung & Entwicklung

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