Onze hersens vormen een intrigerend onderzoeksonderwerp, waar we eigenlijk niet al te veel van af weten, maar desalniettemin wordt steeds vaker technologie ingezet om het misfunctioneren van de hersens te beïnvloeden. Zo hebben aan de Lobatsjevski-universiteit in Nizjni Novgorod (Ru) onderzoekers een ‘neurochip’ in elkaar geschroefd die bedoeld is om beschadigde hersendelen te vervangen. In Boston (VS) op Neurotech spraken onderzoekers over de nieuwste methodes om ons brein te manipuleren. Zo zouden virussen kunnen worden gebruikt om muizenhersens te kaarteren en zou er een ‘soep’ zijn om het aantal hersencellen te tellen.
De hersens zijn steeds meer het werkterrein van ingenieurs geworden. Er is geen belangrijke universiteit die inmiddels niet een leerstoel hersentechnologie heeft ingericht. Op 28 november kwamen in Cambridge (VS) bij het befaamde MIT technologen bijeen om te praten over methodes om synapsen te onderzoeken, optische technieken om hersens te onderzoeken of over een ‘soep’ waarmee je hersencellen kunt tellen. Het bleek dat, bijvoorbeeld, de wasbeer zoveel hersencellen heeft dat dat dier in dat opzicht tot de primaten gerekend zou moeten worden, vonden de soepmakers.
Anthony Zador van het aloude Cold Spring Harbor-lab presenteerde een methode waarmee hij de schakeling van de hersens in kaart wil brengen. Volgens Zador kost dat maar 50 000 dollar en het schakelplan zou in een week klaar zijn.

Zador voorziet daartoe elke hersencel van een proefdier met een virus dat een soort pincode in zijn DNA heeft. Daarmee is het neuron gemerkt. Hoe ie weet dat een bepaald virus alleen in cel nummer 101 996 431 is doorgedrongen weet ik niet.
Die virussen vervoeren die pincode alle vertakkingen van het zenwustelsel. Nu hoeft Zador alleen nog maar uitvissen welke hersencel waarmee verbonden is. Het is waarschijnlijk dat het proefdier de proef niet overleeft, dus is er ook geen kwestie van dat de techniek bij mensen zal worden toegepast. “Die methode is te ingrijpend om bij mensen toe te passen.”

‘Hersenstof’

Dat ligt anders met de ‘hersenstof’ van Michel Maharbiz. Zijn ‘stof’ is een nieuw soort voeler waarmee hij de communicatie tussen hersencellen wil karteren. Hij kreeg zijn idee toen hij een paar geleden op een parkeerterrein liep. Waarom gebruiken we bij hersenonderzoek altijd radiogolven om met geïmplanteerde voelerd te communiceren, vroeg hij zich op dat parkeerterrein af. Is ultrageluid niet veel beter?
Ondertussen heeft Maharbiz ultrageluidvoelers gebouwd en die blijken de concurrentie in de schaduw te stellen: ze zijn niet alleen veel kleiner dan hun radioconcurrenten, maar houden het ook langer uit, hebben geen batterie of snoertjes nodig en ze geven ook van een centimeter diep in de hersens nog signalen af.

Hersenstof is natuurlijk wat onderdreven. Je zou zijn voelers eerder zand dan stof moeten noemen. Daarmee zijn deze sondes wel veel kleiner dan de concurrentie, maar nog te groot om als ‘partner’ van een afzonderlijk hersencel te fungeren. Maharbiz heeft uitgerekend dat de voelers, in ieder geval theoretisch, nog een factor 10 000 kleiner kunnen. Dan is de stofbetiteling beter van toepassing.
En dan was Alipasha Vasiri van de Rockenfeller-universiteit er ook nog met een verhaal over het volgen van het ‘denken’ van dieren. Daarbij gebruikt hij licht en algoritmes. Daarmee kan hij het vuren van afzonderlijke neuronen volgen. Bij wormen en zebravisjes schijnt hij daarmee al een aardig inzicht te hebben verkregen en nu is de onvermijdelijke muis aan de beurt.

Hersenchip

Ik weet niet of Michail Misjtsjenko van de Lobatsjevski-universiteit ook op Neurotech was, maar hij zou daar prima gepast hebben. De eerste experimenten met de hersenchip hebben aangetoond dat het ding in staat is signalen door te geven en te ontvangen van levende hersencellen. Misjstsjenko en de zijnen zou nu dicht in de buurt zijn van een werkend middel.
De volgende, niet onbelangrijke, stap is er achter zien te komen hoe je dat de kunstmatige neuronen op een zinvolle manier in de hersens inbouwt. De oscillaties van de chip zouden in ieder geval al aardig lijken op die welke hersencellen teweegbrengen.
Zodra er een neuraalnetwerk van kunstmatige hersencellen is gemaakt kunnen die eerste tests met proefdieren beginnen, stellen de onderzoekers.

Bron: der Spiegel, EurekAlert