Forschern der University of Minnesota (USA) ist es gelungen, mit einem transparenten, 3D-gedruckten Schädelimplantat für Mäuse die Gehirnforschung zu verbessern. Echtzeitaktivitäten im Gehirn lassen sich dank der sogenannten „Sea-Shell“ deutlich besser beobachten. Die Forschung soll außerdem ein besseres Verständnis über die Funktion des menschlichen Gehirns liefern.

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Ein transparentes, 3D-gedrucktes Schädelimplantat für Mäuse wurde laut einer Pressemitteilung zum Zwecke der Gehirnforschung an der University of Minnesota entwickelt. Das Ziel war es, die Echtzeitaktivitäten auf der Gehirnoberfläche zu sehen. Langfristig möchte man damit neue Erkenntnisse über Erkrankungen des Gehirns wie Gehirnerschütterungen, Alzheimer- und Parkinson-Erkrankungen erhalten.

Entstehung des Implantats

Bisher haben sich Wissenschaftler auf kleine Sektionen des Gehirns konzentriert, um dessen Arbeitsweise zu verstehen. Was in einem Teil des Gehirns passiert, wirkt sich aber auch auf andere Bereiche aus. Die Forscher scannten für das als „Sea-Shell“ bezeichnete Implantat erst die Oberfläche des Mausschädels digital und erstellten einen künstlichen, transparenten Schädel, mit ähnlichen Konturen, wie sie beim eigentlichen Schädel vorhanden sind. Die Oberseite des Mausschädels wird dann in einer präzisen Operation ersetzt. So kann nun die Gehirnaktivität aufgezeichnet und zugleich in Echtzeit abgebildet werden.

Vorteile dieser Untersuchung

Die Universität veröffentlichte ein Video mit einem beschleunigten Scan des Mäusehirns, wie er durch die Sea-Shell gesehen wird. Zu sehen ist dabei auch das Wachsen und Abnehmen der neuronalen Aktivität. Leichte Blitze zeigen an, wenn das Gehirn plötzlich aktiv wird. Mit dem Gerät kann der Forscher das Gehirn der Maus über mehrere Monate hinweg untersuchen. Bei Menschen würde diese Art der Gehirnalterungsforschung Jahrzehnte dauern.

Schädelimplantat zwei Ansichten

Mit dem Gerät soll die Hirnforschung vorangebracht werden. Hirnaktivitäten lassen sich so auf der kleinsten Ebene betrachten. Die Forschung wird in Nature Communications veröffentlicht.

„Wir versuchen zu sehen, ob wir große Teile der Hirnoberfläche der Maus (Kortex) über längere Zeiträume visualisieren und mit ihnen interagieren können. Dies wird uns neue Informationen über die Funktionsweise des menschlichen Gehirns geben“, meinte Suhasa Kodandaramaiah, Ph.D., Mitautor der Studie.

Vor einem Jahr haben wir über Forscher aus Großbritannien berichtet, die mit Bioprinting von Gehirnstrukturen neurodegenerative Erkrankungen behandeln wollen. Forscher aus Birmingham haben im Jahr 2016 einen finanziellen Zuschuss erhalten, neuronale Netze des Gehirns mit den 3D-Nanodruck-Techniken zu replizieren. Unsere Themenseite bietet eine Übersicht weiterer interessanter Forschungsbeiträge aus der Neurochirurgie/Neurologie mit Einsatz von 3D-Drucktechniken.

Video eines Mäusehirns

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