Hoe werken de hersenen? Een robotarm brengt de wetenschap een stukje dichter bij het antwoord.

Relatief gezien weten we nog maar weinig over hoe de hersenen precies werken. Maar onderzoekers van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) en het Georgia Institute of Technology (Georgia Tech) hebben een robotarm ontworpen die hier veel verandering in kan brengen.

De robotarm maakt gebruik van een dertig jaar oude techniek, waar onderzoekers normaal gesproken maanden mee moeten oefenen om hem onder de knie te krijgen. Hierbij wordt een pipet tegen het celmembraan van een levende zenuwcel van een muis gehouden, waardoor er een kleine opening ontstaat. Via deze opening meet de pipet de elektrische activiteit binnen de cel. De robotarm kan dit werk sneller, langer en met meer precisie uitvoeren dan mensen.

De pipet aan de robotarm scant namelijk het hersenweefsel om de 2 micrometer en vuurt elke seconde tien keer een schokje af. De weerstand van het geraakte weefsel vertelt de pipet wat wel en geen cel is. De weerstand bij een cel is namelijk groter dan bij ander weefsel waardoor de elektrische stroom lager is.

Hersenaandoeningen

Met deze techniek kunnen de onderzoekers de duizenden verschillende cellen in hersenen classificeren, hun onderliggende verbanden blootleggen en gezonde van zieke cellen onderscheiden. Dit laatste maakt deze robotarm vooral erg geschikt bij het bestuderen van aandoeningen aan de hersenen, zoals schizofrenie, autisme en de ziekte van Parkinson.

In de toekomst hopen de onderzoekers met de robotarm ook DNA uit de cellen te kunnen halen om zo te zien welke genen aan en welke uit staan in welke type cellen. Deze genen zorgen voor veranderingen in de samenstelling van de cel, waardoor medicijnen beter of op andere manieren aan de cel kunnen binden. Een oude techniek in een nieuw jasje biedt dus veel potentie!

Bronnen: Nature Methods, Georgia Institute of Technology via EurekAlert!

Beeld: Sputnik Animation and MIT McGovern Institute