Hjärnforskning
Amerikanska forskare har utvecklat en robot för att tjuvlyssna på levande nervceller i hjärnan. Verktyget kan bli till nytta i kampen mot sjukdomar som schizofreni, Parkinsons och epilepsi.
Det handlar egentligen om en känd och beprövad teknik för att undersöka enskilda nervceller i hjärnan. I korthet går det ut på att föra in en ytterst tunn glaspipett i hjärnvävnaden och koppla fast den vid cellmembranet på en enskild cell för att där samla in information om saker som elektrisk aktivitet och cellens uppbyggnad. Det är lite som att tjuvlyssna på hjärnans celler.
Tekniken har praktiserats av hjärnforskare i 30 års tid, men att lära sig behärska själva hantverket är oerhört svårt och kräver mycket träning, och det är därför bara ett fåtal labb i världen som gör den här typen av undersökningar på levande hjärnceller.
Men nu har forskare alltså tagit fram en slags automatiserad robotarm som kan hjälpa forskarna att glänta på locket till levande nervceller och samla in värdefull information.
Inget jobb för fumliga
Precis som i den klassiska tekniken använder roboten en tunn glaspipett för att samla in informationen från nervcellerna. För att navigera genom virrvarret av celler i hjärnan känner pipetten av elektriskt motstånd - hur svårt det är för ström att röra sig i pipetten.
När pipettens spets närmar sig en cell så får nämligen strömmen svårare att färdas och roboten "vet" att den hittat en cell och saktar in för att inte skada cellmembranet. Och det är riktigt finlir, pipetten rör sig i steg om två mikrometer, miljondels meter, åt gången för att inte skada hjärnvävnaden av misstag.
Väl framme vid cellen så skapar pipettens spets ett undertyck mot cellens membran och penetrerar membranet utan att skada det.
Forskarna har testat sin robotarm på nedsövda möss. I 90 procent av fallen var roboten lyckosam i att upptäcka nervceller som kom i dess väg, och i 40 procent av de lyckade fallen klarade den dessutom av att hämta in information från cellen.
Kan skilja frisk från sjuk
Det som tar månader för en människa att lära sig är alltså en relativt lätt match för robotarmen. Enligt forskarna bakom studien finns stor nytta att hämta i att automatiskt kunna tjuvlyssna på celler på detta sätt.
Dels kan man undersöka den elektriska aktiviteten mellan levande celler i hjärnan för att på så sätt skapa sig en mer detaljerad bild av hur kommunikationen i hjärnan fungerar. Dels kan man använda tekniken för att se vad som skiljer friska från sjuka celler.
- Vid sjukdomar som Parkinsons och epilepsi så har
det varit svårt att få fram en bra beskrivning av sambandet mellan nervcellens uppbyggnad och elektriska egenskaper, säger Ed Boyden, en av forskarna som varit med och utvecklat tekniken.
- Om vi verkligen kan beskriva hur sjukdomar förändrar specifika molekyler i cellerna i en levande hjärna så kan det vara en väg att hitta mer effektiva mediciner.
Reporter Olof af Wåhlberg
