Nanodiscs ermöglichen risikofreie Gehirnstimulation ohne Operation und eröffnen neue Behandlungschancen

BerlinMIT-Forscher haben winzige magnetische Scheiben entwickelt, die das Gehirn ohne chirurgischen Eingriff stimulieren können. Diese Scheiben sind nur 250 Nanometer groß und könnten die herkömmlichen Methoden der Tiefenhirnstimulation (THS) ersetzen. Bei der üblichen THS müssen Elektroden operativ im Gehirn platziert werden, hingegen können diese neuen Scheiben direkt in bestimmte Gehirnbereiche injiziert werden. Danach lassen sie sich mit einem Magnetfeld von außerhalb des Körpers aktivieren, was den Prozess schonender und potenziell sicherer macht.

Hauptmerkmale dieser Nanodiscs umfassen:

• Größe: Ungefähr ein 500stel der Breite eines menschlichen Haares.
• Zusammensetzung: Magnetostriktiver magnetischer Kern mit einer piezoelektrischen Hülle.
• Wirkungsweise: Wandelt magnetische Signale in elektrische Impulse um.
• Aktivierung: Steuerung über ein externes Magnetfeld.
• Gezielte Stimulation: Wirksam in sowohl oberflächlichen als auch tiefen Hirnbereichen.

Das Team um Professorin Polina Anikeeva hat diese Nanodiscs entwickelt, um die heutigen magnetischen Stimulationstechniken zu verbessern, die für den Menschen unbrauchbar sind, da sie genetische Veränderungen erfordern. Die Nanodiscs nutzen ihre magnetostriktiven Eigenschaften, was einen erheblichen Fortschritt gegenüber älteren sphärischen Nanopartikeln darstellt. Dadurch wird die elektrische Stimulation stärker und präziser als zuvor.

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Diese Scheiben sind flach geformt, was ihre magnetischen Eigenschaften verbessert. Diese Form optimiert die Umwandlung von Magnetismus in elektrische Signale. Trotz bedeutender Fortschritte arbeiten Forscher weiterhin daran, die Effizienz des elektrischen Outputs zu steigern.

Diese Nanodisks bieten vielfältige Einsatzmöglichkeiten. Sie könnten die Erforschung des Gehirns unterstützen und möglicherweise eines Tages zur Behandlung von Erkrankungen wie Parkinson und Zwangsstörungen eingesetzt werden. Bevor sie jedoch beim Menschen verwendet werden, sind umfangreiche Sicherheitstests erforderlich.

Die nächste Aufgabe des Teams besteht darin, die Umwandlung von magnetostriktiven Effekten in magnetoelektrische zu verbessern. Diese Forschung könnte zu bedeutenden Veränderungen in der Behandlung neurologischer Erkrankungen führen, mit dem Ziel, schonendere und flexiblere Methoden zu entwickeln. Das Projekt ist eine Kooperation zwischen verschiedenen Abteilungen und Institutionen, was die vielseitige Bedeutung dieser wichtigen Forschung unterstreicht.