Klinische FIH-Untersuchung von Graphen-Elektroden zur Gehirnkartierung

Bei chirurgischen Eingriffen im Gehirn, beispielsweise der Entfernung eines Tumors, werden Elektroden häufig verwendet, um bestimmte Gehirnfunktionen abzubilden oder die Gehirnaktivität zu überwachen. Dabei handelt es sich meist um flexible Kunststoffgeräte mit eingebetteten Metallkontakten, mit denen elektrische Aktivitäten im Gehirn erkannt und gemessen werden können. Sie können auch verwendet werden, um bestimmte Bereiche des Gehirns zu stimulieren, um eine Reaktion, beispielsweise die Kontraktion eines Muskels, entweder auszulösen oder zu blockieren. Dadurch kann der Chirurg festlegen, welche Gehirnregionen an der Steuerung kritischer Funktionen wie Bewegung oder Sprache beteiligt sind, sodass diese Bereiche während der Operation geschützt werden können.

Es bestehen weiterhin Einschränkungen hinsichtlich des Designs und der physikalischen Eigenschaften kommerziell erhältlicher Elektroden zur Verwendung bei Gehirnoperationen. Dazu gehören die begrenzte Fähigkeit herkömmlicher Materialien, sich über die komplexe Form des Gehirns zu falten, und die Notwendigkeit, vergleichsweise große Metallkontakte zu verwenden, um die winzigen elektrischen Signale zu erkennen. Diese Studie wird die erste sein, die eine neue Generation von Elektroden vorstellt, die diese Einschränkungen überwinden sollen. Sie sind extrem dünn und flexibel, sodass sie der Oberfläche des Gehirns folgen und an Stellen innerhalb und um das Gehirn herum eingesetzt werden können, für die die Standardelektroden ungeeignet sind. Die Kontaktflächen, die elektrische Aktivität erkennen und das Gehirn aktivieren und stimulieren, wurden durch Graphen ersetzt, ein neuartiges Material auf Kohlenstoffbasis. Durch die Verwendung von Graphen können Elektroden hergestellt werden, die empfindlicher auf die winzigen elektrischen Signale des Gehirns reagieren. Dies bedeutet, dass sie viel kleiner und näher beieinander sein können, was eine detailliertere Aufzeichnung ermöglicht und möglicherweise die Erkennung von Signalen ermöglicht, für die zuvor so lange Aufzeichnungen erforderlich gewesen wären, dass sie nicht zur Entscheidungsfindung während einer Operation herangezogen werden konnten.