3D-gedruckter Schädel

Transparenter 3D-gedruckter Schädel zur Beobachtung der Gehirnoberfläche


Ein Forscherteam der Universität Minnesota hat ein 3D-gedrucktes Schädelimplantat für Mäuse entwickelt, mit der die Aktivität der kompletten Gehirnoberfläche in Echtzeit beobachtet werden kann. Das Implantat soll neue Erkenntnisse für Gehirnerkrankungen wie Alzheimer- und Parkinson oder Gehirnerschütterungen liefern.

Die Forscher versuchen den Kortex (große Teile der Hirnoberfläche) über einen längeren Zeitraum zu visualisieren und damit zu interagieren. Die Methode gibt neue Informationen über die Funktionsweise des menschlichen Gehirns. Die Technologie ermöglicht den Forschern den Großteil des Kortex mit außergewöhnlicher Kontrolle und Präzision in Aktion zu beobachten, während er bestimmte Teile des Gehirn stimuliert.

In früheren Studien wurden kleine Teile des Gehirns untersucht und versucht, diese im Detail zu verstehen. Die Forscher kommen jedoch zu der Annahme , das Aktivitäten, die in einem Teil des Gehirns passieren, vermutlich auch andere Areale des Gehirns gleichzeitig beeinflussen.

Das Gehirn von Mäusen ähnelt in vielerlei Hinsicht dem Gehirn des Menschen. Mit See-Shell (3D-gedrucktes Gehirnimplantat) ist es möglich Forschungen an Mäusen durchzuführen, die sich mit degenerativen Gehirnerkrankungen befassen , wie Alzheimer oder Parkinson, und den Menschen betreffen.

Einzigartige Zeitauflösung

In einem von See-Shell erzeugtem Video bedeuten die Helligkeitsveränderungen, im Gehirn der Maus, eine Zu- und Abnahme der neuronalen Aktivität. Die Aktivität des gesamten Gehirns ist durch kleine Blitze in Perioden sichtbar.  Die Forscher versuchen immer noch, den Grund für eine solche global koordinierte Aktivität und ihre Bedeutung für das Verhalten zu verstehen.

Herstellung von See-Shell

Die Forscher scannten digital die Oberfläche des Mausschädels und erstellten anhand der Daten einen künstlichen transparenten Schädel, mit den gleichen Konturen wie der Originalschädel. In einer Operation wird die Oberseite des Mausschädels entfernt und durch See-Shell ersetzt. Mit der Technologie zeichnen die Forscher die Gehirnaktivität auf und bilden gleichzeitig  das gesamte Gehirn ab.

Da der Körper der Maus das Implantat nicht abgestoßen hat, konnten die Forscher über mehrere Monate hinweg das gleiche Mausgehirn untersuchen. Die Studien an Mäusen bietet den Forschern eine Möglichkeit der Untersuchung des Altersprozesses des Gehirns, welche bei Menschen Jahrzehnte dauern würde.

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