Noch gibt es keine Standards für Elektrodenmaterialien, die Neurowissenschaftler zur Untersuchung des Nervensystems und Gehirns einsetzen. Eine Studie ändert das nun.
Wie sollen Wissenschaftler die Leistungsfähigkeit neuronaler Elektroden messen und definieren, wenn es keinen einheitlichen Standard gibt? Die Freiburger Mikrosystemtechnikerin Dr. Maria Asplund hat mit ihrem Team eine Richtlinie für standardisierte Leistungstests von Elektroden für neuronale Schnittstellen und bioelektrische Systeme erarbeitet. Das Tutorial wurde in Nature Protocols veröffentlicht.
Implantierbare neuronale Schnittstellen erweitern die Möglichkeiten für Neurowissenschaftler, das Nervensystem einschließlich des Gehirns zu untersuchen und Behandlungsmöglichkeiten für Krankheiten wie Epilepsie und Multiple Sklerose sowie für neurologische Störungen wie Lähmungen und Sprachverlust nach Schlaganfällen zu entwickeln.
Die Elektroden spielen dabei eine zentrale Rolle, da sie die die physikalische Schnittstelle zwischen dem technischen System und den biologischen Zellen herstellen. Trotzdem fehlt derzeit eine allgemeine Übereinkunft darüber, wie Elektroden im Labor am besten bewertet und verglichen werden sollten und ihre Leistungsfähigkeit zur Aufnahme von elektrischen Signalen und zur Stimulation nach der Implantation am besten abgeschätzt und vorhergesagt werden kann.
In ihrem Tutorial zeigen die Forscher die wichtigsten Leistungstests zur Charakterisierung neuronaler Schnittstellenelektroden auf, diskutieren sie und erläutern, wie sie diese interpretieren, in wissenschaftliche Vorgänge implementieren, und welche Einschränkungen bestehen.
„Ohne allgemein akzeptierte Leistungstests ist es schwierig, die vielen in der Literatur verfügbaren Vorschläge für Elektrodenmaterialien einzustufen und zu ermitteln, wo Anstrengungen konzentriert werden sollten“, erklärt Asplund. „Wir schlagen einen einheitlichen Standard vor, um eine transparente Berichterstattung über die Elektrodenleistung zu ermöglichen und einen effizienten wissenschaftlichen Prozess zu fördern. Dadurch wollen wir letztendlich die Umsetzung in die klinische Praxis beschleunigen.“
Zur Pressemitteilung der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau geht es hier. Zur Studie kommt ihr hier oder über den Link im Text.
Bildquelle: Solen Feyissa, Unsplash