Neurowetenschappelijk onderzoek is verrassend wreed - veel van wat we over de hersenen hebben geleerd, hebben we geleerd door simpelweg dat orgaan te openen en er iets in te porren. De activiteit is zeker niet voor de preuts. De beste tool hiervoor? Meestal zijn dit elektroden - sondes in de vorm van naalden die in de hersenen worden ingebracht. Wetenschappers gebruiken elektroden om het gedrag van individuele hersencellen te meten, mensen controle te geven over hun prothetische ledematen of nieuwe technologieën te ontwikkelen die rechtstreeks in wisselwerking staan met de hersenen. De vraag blijft echter: is het überhaupt wel veilig?
Onlangs verscheen in de Journal of Neural Engineering een artikel over de haalbaarheid van het gebruik van elektroden bij hersenonderzoek. Daarin merken neurowetenschappers op dat het bestuderen van de hersenen met behulp van neurale elektroden veel problemen kan veroorzaken. Sommige van deze problemen zijn relatief eenvoudig en kunnen worden opgelost door technologie te verbeteren. Zo kan het oppervlak van de elektroden dat in contact komt met de hersenen, hersenactiviteit stimuleert of registreert, instorten of wegglijden - vooral bij de bewuste patiënt.
Dit leidt tot foutieve invoer; een lekkende elektrode registreert een signaal van een cel die inactief is, of produceert een zwakker signaal dan het in werkelijkheid is. Omdat we niet altijd kunnen zeggen waarom (of zelfs of) dit gebeurt, kan het voor wetenschappers moeilijk zijn om hun bevindingen uit te leggen of te ondersteunen.
Maar de grootste uitdaging waarmee het team werd geconfronteerd, komt voort uit het feit dat we echt heel weinig weten over de hersenen. In het bijzonder weten we weinig over hoe hersenweefsel reageert op elektrodecontact en blootstelling. Neurowetenschappers hebben veel experimenten uitgevoerd om de hersencellen te bestuderen die ze hebben gedood of beschadigd toen de elektrode werd ingebracht.
In feite zijn er niet veel oplossingen. Het artikel stelt voor om te focussen op gebieden van de visuele cortex van de hersenen. Wetenschappers zouden kunnen begrijpen of de cellen die ze bestuderen, leven als het doel van hun onderzoek is om naar de afbeelding te kijken en de reactie van de cellen te observeren.
Toch hebben wetenschappers geconcludeerd dat onze technologie tot het uiterste heeft gedreven van wat we werkelijk weten over de hersenen. Om neurowetenschappers vertrouwen te geven in hun experimentele resultaten, zullen ze moeten investeren in fundamentele vragen over hoe hersenen reageren op elektroden en andere technologische interventies.
Ilya Khel
