Wetenschappers hebben een manier gevonden om genen aan te sturen met je hersenen. Ze hopen de methode in de toekomst te kunnen gebruiken om neurologische patiënten te helpen.

Met een EEG kunnen wetenschappers hersengolven meten en omzetten in een stroomsignaal. Onderzoekers hebben nu een implantaat gemaakt dat met dit signaal een rood ledlampje aanstuurt. Het lampje stimuleert op zijn beurt de genen van genetisch gemanipuleerde cellen om een bepaald eiwit te maken. De onderzoekers hopen dat ze deze methode in de toekomst kunnen gebruiken om bepaalde hersengolven die aan neurologische problemen (zoals epilepsie) voorafgaan vroegtijdig op te pikken en preventief te behandelen.

Hersengolven sturen lampje aan

Het systeem begint met het maken van een EEG. Met behulp van elektroden worden de hersengolven van een proefpersoon gemeten. Die worden geanalyseerd en omgezet in een elektrisch signaal. Dat wordt vervolgens naar een implantaat geleid en bestuurt een ledlampje. Ben je geconcentreerd, dan gaat het lampje aan.

Het lampje produceert straling in golflengtes die net iets kleiner zijn dan infrarood, omdat deze straling meestal niet schadelijk is voor menselijke cellen. Ook kan dit licht diep in het weefsel doordringen en kunnen mensen het licht zien en dus in de gaten houden wat het apparaatje doet.

Geprogrammeerd om eiwit te maken

De led verlicht een klein reservoir met genetisch gemodificeerde cellen. Die zijn zo geprogrammeerd dat ze het eiwit SEAP gaan produceren als ze met nabij infrarood licht worden bestraald. Dat eiwit is gemakkelijk te detecteren en daarom handig te gebruiken in het onderzoek.

Het implantaat werd in een muis geplaatst en de onderzoekers maten op hoeveel SEAP er in de bloedsomloop van het dier terecht kwam.

Concentratie, meditatie en bio-feedback

De proefpersonen kregen verschillende opdrachten. De ‘geconcentreerde groep’ speelde het spelletje Minecraft. Zij wekten gemiddelde SEAP-concentraties op in de bloedsomloop van de dieren. De ‘meditatiegroep’ zorgde voor hele hoge eiwitconcentraties. Tenslotte was er een ‘bio-feedback groep’. Deze proefpersonen keken naar het lampje en probeerden het bewust aan en uit te zetten. Dit zorgde voor afwisselend hoge en lage concentraties SEAP.

Het systeem functioneert efficiënt. De wetenschappers hopen dat een dergelijk implantaat in de toekomst kan helpen om neurologische ziektes zoals chronische hoofdpijn, rugpijn en epilepsie te genezen door bepaalde hersengolven in een vroeg stadium te detecteren en vervolgens op precies het juiste moment preventieve medicijnen toe te dienen.

Bronnen: Nature Communications, ETH Zurich via EurekAlert!