Sonda neurologiczna 3D dzięki badaniom pionierskim
Europejscy naukowcy opracowali pionierski, trójwymiarowy (3D) system sondowania mózgu, który może dostarczyć nowych wskazówek pozwalających zrozumieć schizofrenię, chorobę Alzheimera i inne, poważne schorzenia mózgu. System stworzony w ramach projektu NEUROPROBES (Opracowanie wielofunkcyjnej mikrosondy do zastosowań związanych z mózgiem), który otrzymał niemal 10 mln EUR z tematu "Technologie społeczeństwa informacyjnego" (IST) Szóstego Programu Ramowego (6PR), stanowi neurologiczny przełom i już spotkał się z ogromnym zainteresowaniem i popytem na całym świecie. Wielofunkcyjny system o nazwie NEUROPROBES może wykrywać i aktywować komórki mózgowe elektronicznie i chemicznie, i jest niezwykle obiecujący, jeżeli chodzi o rozmaite zastosowania związane z zaburzeniami i chorobami mózgu. To oznacza, że neurolodzy mogą teraz badać, w jaki sposób różne obszary kory przedczołowej mózgu są ze sobą powiązane, czego nie można było przeprowadzić za pomocą na przykład istniejących skanów fMRI (badań czynnościowych rezonansu magnetycznego). Kora przedczołowa mózgu, która znajduje się z przodu obszaru motorycznego i premotorycznego mózgu, ma zasadnicze znaczenie dla poznania zaburzeń zachowania, takich jak schizofrenia czy zaburzenia obsesyjno-kompulsywne. Koordynator projektu, dr Herc Neves z Międzyuczelnianego Centrum Mikroelektroniki w Belgii wyjaśnia, że dzięki systemowi NEUROPROBES można teoretycznie wyłączyć chemicznie jeden obszar mózgu i sprawdzić, jaki ma to wpływ na inne obszary. "Wiemy już dosyć dobrze, jakie obszary mózgu są zaangażowane w tę lub inną aktywność. Wiemy nawet, które stosunkowo niewielkie obszary mózgu biorą udział na przykład w zadaniach uczeniowych i poznawczych" - mówi dr Neves. "Niemniej powiązanie między regionalną aktywnością a aktywnością na poziomie komórkowym jest nadal niepełne. Ważne jest, aby właśnie tutaj dysponować tego typu platformą sondującą." Jednym z głównych zastosowań systemu będzie, jak dodaje, zapewnienie precyzyjnej diagnostyki przed operacją mózgu, tak jak w przypadku chorych na epilepsję. "Mając pacjenta do zoperowania lekarz chce usunąć możliwie jak najmniejszy fragment tkanki. Dzięki precyzyjnemu wskazaniu, gdzie generowany jest atak można będzie usunąć wyłącznie tę tkankę. To oznacza bezpieczniejszy i mniej inwazyjny zabieg chirurgiczny" - stwierdza dr Neves. W czasie realizacji czteroletniego projektu zespół zajmował się również procesem słuchania w mózgu. Naukowcy są przekonani, że system NEUROPROBES będzie w stanie wygenerować nowe informacje na temat tych procesów zachodzących bliżej kory. W przypadku osób z uszkodzeniem nerwu w tym obszarze, system mógłby umożliwić bezpośrednie stymulowanie kory słuchowej. Może też dać wgląd w zwykłe, codzienne zadania i normalne zachowania mózgu. Profesor Giacomo Rizzolatti z Uniwersytetu w Parmie, Włochy, wyjaśnił, w jaki sposób system potrafi przekazywać informacje na temat neuronów lustrzanych, które aktywują się zarówno przy wykonywaniu danej czynności, jak i w czasie obserwowania tejże czynności wykonywanej przez inną osobę. Podczas efektu "lustra" obserwator jakby sam wykonywał czynność, jak gdyby śniąc o jej wykonywaniu. Profesor Rizzolatti twierdzi, że to właśnie dla ułatwienia tego typu badań zaprojektowano sondy, a wkład systemu NEUROPROBES w poszerzanie wiedzy będzie ogromny. "To będzie miało z kolei znaczenie dla osób dotkniętych upośledzeniem funkcji poznawczych. Zatem, jeżeli lepiej poznamy neurony lustrzane, będziemy mogli zyskać o wiele więcej informacji na temat na przykład autyzmu" - dodaje profesor Rizzolatti. Nowe i poboczne przedsiębiorstwa, które powstaną w przyszłości, mają produkować sondy i zaspokoić olbrzymie zapotrzebowanie, jakie jest spodziewane na skalę międzynarodową. W pracach nad projektem NEUROPROBES wzięli udział następujący partnerzy z sektora technologii, nauki i przemysłu: Międzyuczelniane Centrum Mikroelektroniki (Belgia), Uniwersytet w Leuven (Belgia), Philips (Belgia), Collège de France (Francja), Institut für Mikrosystemtechnik (Niemcy), Węgierska Akademia Nauki (Węgry), Uniwersytet w Parmie (Włochy), Institut für Mikrotechnik und Informationstechnik der Hahn-Schickard-Gesellschaft (Niemcy), Micronit Microfluidics (Holandia), Uniwersytet im. Miguela Hernándeza de Elche (Hiszpania), Uniwersytet Mälardalen (Szwecja), Uniwersytet w Neuchâtel - IMT (Szwajcaria), Uniwersytet Cambridge (Wlk. Brytania) oraz Cochlear Technology Centre (Wlk. Brytania).