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Fernbedienung des Gehirns

24.08.2017

Wenn wir sehen, wie jemand das Gehirn eines anderen aus der Ferne kontrolliert, jemand anderen gegen seinen Willen rennen, springen, mit den Armen schwenken lässt usw., bedeutet dies, dass wir uns einen Science-Fiction-Film oder eine Art mystische Fantasie ansehen. Obwohl die moderne Wissenschaft alles tut, um eine solche Fantasie wahr werden zu lassen.

Forscher der State University of New York in Buffalo haben gelernt, die Maus buchstäblich zu kontrollieren – mit der Methode der magnetischen Temperaturstimulation. Ganz ohne Gentechnik ging es nicht: Den Tieren wurde das Gen für ein Protein eingeschleust, das den Ionenfluss durch die Zellmembran steuert und gleichzeitig auf Temperatur reagiert.

Einmal in der Membran von Nervenzellen angekommen, regte ein solcher Ionenkanal bei Erwärmung deren Aktivität an: Das Ionentor öffnete sich, die Ionen ordneten sich neu an, die Potentialdifferenz außerhalb und innerhalb der Membran änderte sich und die Zelle erzeugte einen elektrochemischen Impuls.

Die Heizung bestand aus magnetischen Nanopartikeln aus Kobaltferrit und Manganferrit. Die Nanopartikel wurden in einen bestimmten Bereich des Gehirns injiziert, in dem sich genetisch veränderte Neuronen befanden; Die Partikel blieben an der Oberfläche der Zellen haften, nun mussten sie nur noch in einem magnetischen Wechselfeld erhitzt werden – durch die schnellen Änderungen der Magnetisierung setzten die Nanopartikel Wärme frei und aktivierten wärmeempfindliche Ionenkanäle.

Arnd Pralle und seine Kollegen entwickeln diese Methode seit etwa zehn Jahren – es begann mit der Stimulation von Zellkolonien, die in Laborgläsern wuchsen, sie wurden durch Spulwürmer ersetzt, und jetzt ist es bei Mäusen angekommen.

Die Forscher experimentierten mit den motorischen Bereichen des Gehirns: So wurden Mäuse durch Einwirkung auf den motorischen Kortex zum Laufen gezwungen, und wenn sie durch das Striatum stimuliert wurden, begannen die Nagetiere, sich auf der Stelle zu drehen. Die Stimulation anderer Zonen versetzte die Mäuse in einen Stupor, so dass sie keine einzige Pfote bewegen konnten. Laut den Autoren der Arbeit blieben die Neuronen, die von Nanopartikeln und dem Feld beeinflusst wurden, trotz wiederholter Stimulation am Leben und gesund.

Der Vorteil der magnetischen Temperaturstimulation besteht darin, dass sie sehr kleine Nervengruppen mit einem Durchmesser von nur 100 Mikrometern aktivieren kann.

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