Implanteerbare ‘geheugenchip’ voor oorlogsveteranen
Het is wetenschappers vorig jaar gelukt om een hersenimplantaat te ontwerpen en implementeren die werkt als een bypass voor beschadigd hersenweefsel. Deze neurale prothese herstelt met succes de hersenfunctie van ratten. Hiermee wordt aangetoond dat deze gesloten hersen-machine-interface in de toekomst ook voor mensen met een hersenbeschadiging kan werken.
Dat kan zelfs al op korte termijn zijn, want Darpa neemt het voortouw in het financieren van onderzoek naar een dergelijk apparaat. Het Restoring Active Memory (RAM)-programma, uitgevoerd door de universiteiten van Californië en Pennsylvania, wordt ontwikkeld in de hoop geheugenfuncties te herstellen van oorlogsveteranen die traumatisch hersenletsel hebben opgelopen.
Geen effectieve behandelingen
Momenteel lijden meer dan 270.000 Amerikaanse militairen en naar schatting 1,7 miljoen burgers in de Verenigde Staten aan traumatisch hersenletsel. Vaak manifesteert zich dit in de onmogelijkheid herinneringen op te halen aan dingen die plaatsvonden voordat ze gewond raakten. Tevens is het systeem om nieuwe herinneringen aan te maken verzwakt. Er bestaan geen effectieve behandelingen om het probleem te verhelpen.
De wetenschappers gaan eerst aan de slag met de ontwikkeling van computermodellen die beschrijven hoe neuronen herinneringen vastleggen. Daarnaast analyseren ze de neurale signalen om beter te begrijpen hoe gerichte stimulatie kan helpen bij het herstellen van de hersenen om nieuwe herinneringen aan te maken.
Modellen ontwikkelen
Het UCLA-team gebruikt gegevens van epilepsiepatiënten, waarbij in de hersenen al elektroden zijn aangebracht, om een model te ontwikkelen van de hippocampus en entorinale schors. Van dit systeem is bekend dat het een rol speelt bij leer- en geheugenfuncties.
Het Penn-team bestudeert neurochirurgische patiënten met geïmplanteerde hersenelektroden. De gegevens worden vastgelegd wanneer de patiënten geheugenspelletjes spelen. Dit is om een beter beeld te krijgen van hoe een succesvolle geheugenfunctie werkt. Alle patiënten zijn vrijwilligers.
Zodra de onderzoeken klaar zijn, is het de bedoeling dat de teams de modellen samenvoegen tot een implanteerbaar gesloten systeem.
Nieuwe neurale link
Net als bij het onderzoek op de ratten, pikt het implantaat neurale signalen op in een onbeschadigd deel van de hersenen en stuurt dit dan door, waarbij het beschadigde deel wordt overgeslagen. Hiermee wordt in feite een nieuwe neurale link gemaakt die net zo goed functioneert als de onbeschadigde delen van het brein.
De verwachting is dat het onderzoek vier jaar gaat duren. Er is veel meer informatie in groter detail te vinden op de website van Darpa.
Het is wetenschappers vorig jaar gelukt om een hersenimplantaat te ontwerpen en implementeren die werkt als een bypass voor beschadigd hersenweefsel. Deze neurale prothese herstelt met succes de hersenfunctie van ratten. Hiermee wordt aangetoond dat deze gesloten hersen-machine-interface in de toekomst ook voor mensen met een hersenbeschadiging kan werken.
Dat kan zelfs al op korte termijn zijn, want Darpa neemt het voortouw in het financieren van onderzoek naar een dergelijk apparaat. Het Restoring Active Memory (RAM)-programma, uitgevoerd door de universiteiten van Californië en Pennsylvania, wordt ontwikkeld in de hoop geheugenfuncties te herstellen van oorlogsveteranen die traumatisch hersenletsel hebben opgelopen.
Geen effectieve behandelingen
Momenteel lijden meer dan 270.000 Amerikaanse militairen en naar schatting 1,7 miljoen burgers in de Verenigde Staten aan traumatisch hersenletsel. Vaak manifesteert zich dit in de onmogelijkheid herinneringen op te halen aan dingen die plaatsvonden voordat ze gewond raakten. Tevens is het systeem om nieuwe herinneringen aan te maken verzwakt. Er bestaan geen effectieve behandelingen om het probleem te verhelpen.
De wetenschappers gaan eerst aan de slag met de ontwikkeling van computermodellen die beschrijven hoe neuronen herinneringen vastleggen. Daarnaast analyseren ze de neurale signalen om beter te begrijpen hoe gerichte stimulatie kan helpen bij het herstellen van de hersenen om nieuwe herinneringen aan te maken.
Modellen ontwikkelen
Het UCLA-team gebruikt gegevens van epilepsiepatiënten, waarbij in de hersenen al elektroden zijn aangebracht, om een model te ontwikkelen van de hippocampus en entorinale schors. Van dit systeem is bekend dat het een rol speelt bij leer- en geheugenfuncties.
Het Penn-team bestudeert neurochirurgische patiënten met geïmplanteerde hersenelektroden. De gegevens worden vastgelegd wanneer de patiënten geheugenspelletjes spelen. Dit is om een beter beeld te krijgen van hoe een succesvolle geheugenfunctie werkt. Alle patiënten zijn vrijwilligers.
Zodra de onderzoeken klaar zijn, is het de bedoeling dat de teams de modellen samenvoegen tot een implanteerbaar gesloten systeem.
Nieuwe neurale link
Net als bij het onderzoek op de ratten, pikt het implantaat neurale signalen op in een onbeschadigd deel van de hersenen en stuurt dit dan door, waarbij het beschadigde deel wordt overgeslagen. Hiermee wordt in feite een nieuwe neurale link gemaakt die net zo goed functioneert als de onbeschadigde delen van het brein.
De verwachting is dat het onderzoek vier jaar gaat duren. Er is veel meer informatie in groter detail te vinden op de website van Darpa.
