Vetenskap & Hälsa

Små elektroder i hjärnan ska hjälpa mot darrningar

2012-10-12

– Det ultimata är att ha så små elektroder att de följer med hjärnan när vi andas. Om elektroden är liten, tunn och böjlig så ger den mindre biverkningar i form av skador på nervcellerna, säger professor Lars Montelius.

Det handlar om att koppla ihop nerver och elektronik med hjälp av nanoteknik.

Vid Neuronano Research Center, Lunds universitet arbetar forskare med medicinsk, teknisk och naturvetenskaplig inriktning med att ta fram elektroder av nanotrådar som har en storlek av en miljondels millimeter.

Elektroderna ska placeras i hjärnan för behandling av olika neurologiska sjukdomar. Tekniken används redan idag på patienter med Parkinsons sjukdom.

– Jag ska visa vad jag menar säger Lars Montelius och letar fram ett video-klipp på sin dator och startar filmen.

Filmen visar en man som sitter vid ett skrivbord. Hans högra hand skakar så kraftigt att han inte kan få tag på pennan som ligger på bordet.

Han för handen över bröstet och effekten är dramatisk, skakningen försvinner och han tar utan svårighet pennan och börjar skriva på ett papper.

Det vi såg på filmen var en man med Parkinsons sjukdom som har elektroder inopererade i hjärnan.

Elektroder hjälper vid långt gången sjukdom

Tekniken, Deep Brain Stimulation, eller DBS används på patienter med en långt gången sjukdom där mediciner inte längre har effekt och där patienten har stora problem med skakningar och ofrivilliga rörelser av armar och ben.

Elektroder opereras in i vardera hjärnhalvan och kopplas till en dosa som placeras under huden på bröstkorgen.

Dosan skickar en permanent elektrisk signal till elektroden och det resulterar i att nervsignalerna i hjärnan påverkas så att skakningen försvinner.

Metoden godkändes 2002 för behandling av Parkinson och det finns runt 80 000 personer som får DBS behandling.

Under operationen borrar neurokirurgen hål i skallbenet under lokalbedövning och via ett hjälmliknande operationsinstrument förs elektroderna in i hjärnan med stor precision.

Varje år opereras cirka 2000 Parkinsonpatienter med Deep Brain Stimulation i Europa

Hjälper mot depression och smärta

DBS används inte bara för behandling av Parkinson utan också vid depression och mot kronisk smärta.

De elektroder som används idag är runt en millimeter tjocka och inte så böjliga och kan ge upphov till skador på hjärnvävnaden. Det är också svårt att styra elektriciteten med dagens elektroder.

På Lunds Tekniska Högskola, LTH arbetar man med att hitta nya material för nanotrådarna. Det gäller att de inte orsakar skador på vävnaden men också att de inte bryts ner med tiden.

För att få in de tunna och böjliga elektroderna i hjärnan behöver de ha mer stadga och forskarna letar efter material att bädda in elektroderna i.

– Vi arbetar nu med utvecklingen av elektroder. När du för in dem måste de vara stabila men sedan mjuka under sin aktiva del, vi undersöker olika material som löses upp när de har förts in kroppen, säger Lars Montelius.

Solfjädersform

Hans vision är att elektroderna skall aktiveras trådlöst och att man på det sättet slipper ha trådar som löper under huden.

Han tar fram ett papper och ritar upp hur han tänker sig att nanotrådarna kan fungera.

– De kan ha formen av en solfjäder som fälls ut efter att den har förts in i hjärnan. På varje elektrod kan det finnas flera kontaktpunkter för stimuleringen, säger Lars Montelius.

 Ett av målen för Lundaforskarna är att göra så tunna elektroder att de bara har kontakt med ett fåtal celler.

På så sätt vill forskarna använda dem som ett verktyg för att kunna lära sig mer om hur hjärnan fungerar och studera hur enskilda nervceller signalerar under exempelvis inlärning.

Lovande resultat

Forskarna vid Lund universitet har redan provat de supertunna elektroderna i djurförsök med lovande resultat.

Lars Montelius poängterar att det fortfarande är en lång väg kvar innan elektroderna kan användas på människor.  

Text och foto: RAGNHILD AHLGREN

En kortare version av artikeln har tidigare publicerats i tidskriften Aktuellt om Vetenskap &  Hälsa,  juni 2012.