Eine sanfte Methode zum entsperren die Geheimnisse der tiefen Hirn

Die subkortikalen Bereichen des Gehirns, befindet sich in seiner tiefsten erreicht, bleibt ein Rätsel. Wissenschaftler sind sich bewusst von der wichtigen Rolle, die Sie spielen, Motorische, emotionale und assoziative Aktivität, aber nicht genau wissen, wie Sie funktionieren. Eine Reihe von schweren Krankheiten, die direkt mit diesen Bereichen, einschließlich Parkinson, Tourette-Syndrom und Zwangsstörungen (OCD). Vorhandene Behandlungen für die Regulierung und Messung der Aktivität des subkortikalen Bereichen sind hoch invasive, und manchmal arbeiten, ohne uns wirklich zu wissen wie. Forscher von der Universität von Genf (UNIGE), Schweiz, und der Universität Köln (Deutschland) beschlossen, um zu sehen, ob eine nicht-invasive Methode — Elektroenzephalographie (EEG) — eingesetzt werden konnte, im tandem mit mathematischen algorithmen, um dies zu Messen die Aktivität des Gehirns nach außen. Sie erwies sich für das erste mal, dass diese Technik in der Lage ist, zu erfassen die Signale in der Regel nur durch Implantation von Elektroden in das Gehirn. Die Ergebnisse, veröffentlicht in Nature Communications, ebnen den Weg für neue, Genauigkeit der klinischen Anwendungen.

Es ist sehr schwierig zu studieren und den Kontakt zu den subkortikalen Bereichen, die sich in den tiefsten Teil des Gehirns. Wir wissen, dass zwei wesentliche Strukturen in diesen Bereichen, den thalamus und den nucleus accumbens, die miteinander kommunizieren und den cortex zur Steuerung des Motors, emotionale und assoziative Aktivierung (höhere Ebene denken) über elektrische Schwingungen. „Eine Störung in dieser Mitteilung verursacht sehr schweren Krankheiten im Menschen, wie zum Beispiel Tourette und Zwänge, die in der Regel beginnt in der Pubertät, wenn das Gehirn die Entwicklung kommt zu einem Ende, sowie die Parkinson-Krankheit“, erklärt Christoph Michel, ein professor in der Abteilung von Grundlegenden Neurowissenschaften in UNIGE der Fakultät der Medizin.

Aktuelle Behandlungen, basierend auf der tiefen Hirnstimulation besonders invasiv: die Implantation von Elektroden in das Zentrum des Gehirns, die elektrisch stimuliert durch einen externen stimulator. „Obwohl diese Technik hat sich gezeigt, um wirksam zu sein bei Parkinson, leider klappt es nicht so gut für die Zwangsstörung und Tourette-Syndrom“, sagt Martin Seeber, ein Forscher in der Abteilung von Grundlegenden Neurowissenschaften und die Studie der erste Autor.

Eine etablierte und wirklich die nicht-invasive Analyse-Technik

Zur Verbesserung der bestehenden Therapien, hat er sich zu wichtig zu verstehen, wie diese subkortikalen Zonen funktionieren und wie Sie kommunizieren. Die genannten Krankheiten wirken sich nur auf den Menschen, aber, und leiden an unzureichender Tier-Modelle. Da die Implantation von Elektroden ist eine extrem invasive Technik, eine andere Methode zur Erhöhung der Anzahl der Probanden untersucht. „Natürlich haben wir den Gedanken des EEG, die Aufzeichnungen der elektrischen Aktivität des Gehirns mit 256 Elektroden auf die Kopfhaut“, so Michel. Aber ist es wirklich möglich, zu Messen, Tiefe Gehirn-Aktivität von außerhalb des Schädels?

In Zusammenarbeit mit einem team unter der Leitung von professor Veerle Visser-Vanderwalle, ein Neurochirurg an der Universität zu Köln, der UNIGE Forscher waren in der Lage, zu Messen und aufzeichnen der elektrischen Aktivität des subkortikalen Bereichen der vier Zwangsstörung und Tourette-Patienten, die gegeben worden war-Elektroden-Implantate. Zur gleichen Zeit, diese Personen wurden ausgestattet mit einer EEG-wie die Wissenschaftler Maßen die Aktivität von der gleichen Bereiche von der Oberfläche. „Die mathematischen algorithmen, die wir entwickelten, konnten wir genau interpretieren der Daten, die durch das EEG und festzustellen, wo die Aktivität des Gehirns kommt“, sagt Seeber. Und das Urteil? Die Ergebnisse korrelierten hervorragend. „Bei der Beschaffung sehr ähnliche Signale wie bei den Implantaten, die wir schließlich bewiesen, dass Oberflächen-EEG kann verwendet werden, um zu sehen, was passiert in den tiefsten Teil des Gehirns, ohne dass es direkt!“, sagt professor Michel.

Die Tür ist offen für neue Präzisions-Behandlungen

„Jetzt, da wir wissen, dass das EEG kann verwendet werden, um zu analysieren, subkortikalen Zonen“, so Seeber, „wir können versuchen zu verstehen, wie Sie miteinander kommunizieren und der Kortex, in der Hoffnung, dass wir in der Lage sein, um besser zu verstehen, die Ursachen von Krankheiten wie Tourette und Zwangsstörung.“ Die Wissenschaftler sind auch daran interessiert, die Technik zu nutzen, um eine Verbesserung der derzeitigen Behandlungsmethoden, basierend auf der rebalancing-Netzwerk-Interaktionen mit einer ganz leichten elektrischen Schlag. Sie möchte auch auf andere Krankheiten wie übergewicht, sucht oder Alzheimer. „Schließlich, hoffen wir, dass in der Zeit wir in der Lage sein zu stimulieren die tiefen Hirnareale, die von der Oberfläche über eine elektromagnetische Behandlung, tun, Weg mit Elektroden-Implantate in das Gehirn ein für alle mal!“, schließt professor Michel.