Drahtlose Gehirnimplantate zur Überwachung von Epilepsie

9. Februar 2015, 15:37
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Implantierte Elektroden vermessen die Gehirnaktivität des Patienten, ohne dass dieser im Spital bleiben muss

Epilepsie ist das häufigste Gehirnleiden der Welt. Laut der Weltgesundheitsorganisation WHO sind 50 Millionen Menschen betroffen. Die meisten können mit antiepileptischen Medikamenten behandelt werden, doch ein Teil von ihnen spricht nicht darauf an.

Forscher der ETH Lausanne (EPFL) haben ein neues System von drahtlosen Mikroelektroden entwickelt, das Epilepsie im Gehirn überwachen kann. Die implantierten Elektroden vermessen sehr präzise die Gehirnaktivität des Patienten, ohne dass dieser dazu im Spital bleiben muss.

Belastende Behandlung

Immer mehr Epilepsie-Patienten, bei denen Medikamente nicht helfen, unterziehen sich einer Gehirnoperation, um zu einem normalen Leben zurückzufinden. Dabei wird mithilfe von Elektroden jene Region des Gehirns ausfindig gemacht, die für die Epilepsie verantwortlich ist, und - in schweren Fällen - entfernt.

Derzeit ist die Phase vor der Operation sehr belastend. Der Patient muss sich einer Schädeloperation unterziehen, bei der Elektroden auf die Oberfläche der Gehirnrinde implantiert werden. Mehrere Wochen lang muss der Patient danach im Spital bleiben, während mittels äußerer Kabel Daten über die Gehirnaktivität an ein Aufzeichnungsgerät gesendet werden.

Die von den EPFL-Forschern in Zusammenarbeit mit dem Inselspital Bern entwickelte, drahtlose Methode erfordert immer noch eine Schädeloperation. Danach muss der Patient jedoch nicht auf der Intensivstation bleiben. Da die Infektionsgefahr ohne äußere Kabel geringer ist, kann die Gehirnaktivität zudem über längere Zeit gemessen und damit die Ortung des Epilepsieherdes verfeinert werden.

"Wir entwickeln Elektroden mit weniger als 100 Mikrometern Durchmesser (etwa die Dicke eines Haares, Anm.). Die bisher für Elektroenzephalogramme im Gehirn verwendeten Elektroden waren zehn Millimeter groß", erklärte Gürkan Yilmaz, der diese Arbeit im Rahmen seiner Doktorarbeit ausgeführt hat. Deshalb seien die Messungen viel genauer, und bei der Operation können so wenige Hirnzellen wie möglich entfernt werden, fügte er hinzu. Dies reduziere den Schaden, der durch diese Art von Operation entstehen könne.

Erfolgreiche Tests

Bei dem neuen System werden die elektrischen Signale des Gehirns unter der Haut in einer winzigen Empfängerstation empfangen und verarbeitet. Die Daten werden dann an einen äußeren Empfänger gesendet. Erste Versuche damit an lebenden Mäusen seien erfolgreich gewesen, erklärten die Forscher.

Ärzte äußern sich sehr interessiert zur neuen Methode. "Damit könnten wir die Entstehung der Epilepsie an wenigen Zellen beobachten, statt wie bisher an mehreren Tausend Zellen", sagte Claudio Pollo, ein auf Epilepsie spezialisierter Hirnchirurg am Inselspital Bern. "So ließen sich kleinere Epilepsie auslösende Zonen entfernen und neue Therapien entwickeln."

Zum Beispiel zeige die elektrische Stimulation von betroffenen Gehirnregionen bei Epilepsie gute Resultate. "Bei Schläfenlappenepilespie liegt die Heilungsrate damit bei 80 Prozent. Immer mehr Kinder werden operiert, was ihre Zukunftsaussichten drastisch verändert." Nun wollen die Forscher die Elektroden weiter entwickeln, um ihre Größe so weit zu verringern, dass sich die Aktivität einzelner Zellen messen lässt. (APA, derStandard.at, 9.2.2015)

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