Elektrode nestelt zich zelfstandig in brein

Dat kon weleens het begin markeren van “een nieuw paradigma in de bioelektronica”, pochen de onderzoekers zelf. “Decennialang hebben we geprobeerd elektronica te maken die de biologie nabootst. Nu laten we de biologie zelf de elektronica voor ons aanleggen”, aldus onderzoeksleider Magnus Berggren van de Universiteit van Linköping, in een mediaverklaring.

De wetenschappers maakten een gel van verschillende stoffen, die eenmaal ingespoten in zebravisjes in een minuut of tien tijd samenrijgen tot stroomgeleidende draadjes, onder invloed van onder meer suikers die van nature voorkomen in het lichaam. Ideaal om bijvoorbeeld bepaalde hersenziektes te bezweren, zenuwen te stimuleren of hersengebieden en organen af te luisteren, denken de Zweden.

Kleine wondjes

Een boeiende manier om kwetsbare plaatsen in het lichaam te bereiken waar men met gewone elektrodes niet komt, denkt ook hoogleraar bio-elektronica Wouter Serdijn (TU Delft). Normale, stijve elektrodes kunnen immers wondjes geven en kleine ontstekinkjes opwekken.

Beperkingen van de nieuwe techniek ziet Serdijn ook: “Belangrijk is om te realiseren dat deze elektroden niet geïsoleerd zijn. Ze maken dus contact met ieder weefsel waarmee ze in verbinding staan. Dat leidt tot elektrische verliezen en verlies aan resolutie.”

Bio-elektrodes worden nu al op allerlei fronten in het lichaam ingezet. Een bekende toepassing is diepe hersenstimulatie. Daarbij remt men aandoeningen zoals parkinson, epilepsie of het syndroom van Gilles de la Tourette, door met diep in het brein gestoken elektrodes stroompjes toe te dienen aan bepaalde hersengebieden.

Overigens ‘kunnen’ de nieuwe elektrodes zelf niks. “Het zijn een soort stekkers, ze maken alleen maar elektrisch contact”, constateert Serdijn. “Voor volledig implanteerbare elektronica heb je ook transistoren nodig, om de zwakke zenuwsignalen te versterken en eraan te rekenen, zenuwen te stimuleren of om draadloos met het implantaat te kunnen communiceren. En voor zover ik weet heeft nog niemand transistoren en zeker geen schakelingen in weefsel gegroeid.”

Hersenpapje

Het Zweedse team testte de elektrodes in vissen, medicinale bloedzuigers en in de losse spieren van zoogdieren. De methode belooft “het onderscheid tussen biologische en technologische of elektronische materialen en systemen naadloos te vervagen”, aldus de groep, in vakblad Science.

Maar die verwachting zou Serdijn toch temperen. Het punt, legt hij uit, is dat hersencellen en elektronica totaal anders werken. Sluit die maar eens op elkaar aan. “Dit zijn twee verschillende werelden, die van nature niet met elkaar praten. De techniek moet eigenlijk meer de taal van de hersenen leren spreken. En hersencellen moeten ontvankelijker worden voor wat de techniek te bieden heeft.”

In de VS richtte Tesla-baas Elon Musk vijf jaar geleden het bedrijf Neuralink op om hersenen met elektronica te verbinden, tot dusver zonder resultaat. “Ik heb weleens gedacht: slimmer zou het zijn om een soort hersenpapje over je hersenschors te smeren en dat te laten groeien”, mijmert Serdijn. “Dan heb je een uitbreiding die wél dezelfde taal spreekt.”