Artikkel

Med denne brikken kan blinde «se»

Hjerneimplantat
Brikken som opereres inn på hjerneoverflaten til pasienten, måler 1,2 cm x 1,2 cm. Den må tåle varmt, fuktig og salt hjernevev. Foto: BISC-prosjektet/Columbia University

Med denne brikken kan blinde «se»

Det er noe nesten bibelsk over prosjektet som UiO-forskerne deltar i: Ved hjelp av en liten brikke i hodet kan hjernen til blinde motta signaler fra et kamera og på den måten skape synsinntrykk.

Mer enn 37 millioner mennesker i verden er blinde. Mange av dem har intakt synssenter i hjernen, det er øyet eller signaloverføringen fra øyet til hjernen som er skadet. Hvis hjernen deres kunne motta signaler på annen måte, kunne de da fått synet tilbake?

Dette er utgangspunktet for det amerikanske prosjektet BISC, hvor forskere fra UiO deltar. Prosjektet søker å gi blinde synet tilbake ved hjelp av en elektronisk brikke på hjerneoverflaten til pasienten.

Synsimplantat - systemskisse
Slik skal synsprotesen fungere: Et kamera montert på en brille sender bilder til en boks plassert på bakhodet til pasienten. Signalene sendes trådløst til en brikke opererert inn på hjerneoverflaten, rett over synsbarken. Illustrasjon: BISC-prosjektet/Columbia University

Når vi ser på noe, sendes det signaler fra øynene opp til synshjernebarken i bakhodet, og nevroner (hjerneceller) i et mønster som tilsvarer det vi ser på, blir aktivert. Ser du på en banan, for eksempel, vil nevroner i et bananliknende mønster være aktive.

— Mønstre og konturer registreres av nevronene i én del av synshjernebarken, mens farger og bevegelse blir registrert andre steder i hjernen, sier hjerneforsker og fysikkprofessor Gaute Einevoll.

I prosjektet han deltar i, skal forskerne i løpet av de neste fire årene utvikle en brikke som skal skape synsinntrykk i hjernen til pasienter.

Én million kontaktpunkter

I første versjon har brikken 65.000 kontakter, senere vil det utvides til én million. Ved å styre strømmene fra kontakten i brikken, er håpet at det vil være mulig å skreddersy hvilke nevroner som aktiveres, slik at ulike synsinntrykk skapes.

Prosjektet ledes fra Columbia-universitetet i New York og er finansiert av Pentagons forskningsbyrå Darpa. UiO er eneste partner utenfor USA.

Pierre Berthet og Gaute Einevoll
Pierre Berthet (t.v.) og Gaute Einevoll skal regne på hvordan elektriske signaler kan styre hjerneceller. Foto: Hilde Lynnebakken /UiO

— Vi ble spurt om å delta fordi vi ved hjerneforskningssenteret CINPLA er gode på beregninger av elektriske signaler i hjernen, forteller Einevoll.

Samme type simuleringer gjøres blant annet i prosjektet Cobra. Les mer om det i artikkelen Modellerer hjernen som en elektrokjemisk maskin.

— Vi regner på hvordan elektriske strømmer mellom kontaktene i den elektroniske brikken påvirker nevronene i hjernevevet under, hvordan strømmene går i vevet og får nevronene til å "fyre", sier han.

— Så dere skal finne ut hva slags strømmer som må sendes fra brikken for at hjernen skal vise for eksempel en banan?

— Ja, men vi trenger antagelig ikke kjenne hjernens språk helt perfekt. Det viser seg ofte at hjernen er veldig flink til å tilpasse seg.

Flere forskningsnyheter om realfag og teknologi: Følg oss på Facebook eller abonner på nyhetsbrevet vårt.

Vet ikke hva de vil se

Forskerne skal gjøre beregninger av for eksempel hvor mye strøm du må sende inn i hjernevevet fra de ulike elektriske kontaktene for at ulike nevroner skal fyres av, og de skal finne ut hvordan det går an å stimulere nerveceller ved en bestemt dybde i synsbarken, uten å forstyrre nevronene rundt.

— Men hva pasientene faktisk vil se, finner man først ut når det prøves ut i praksis, forklarer Einevoll.

Implantatet skal først testes ut på dyr, før det blir klart for bruk hos pasienter når prosjektperioden utløper i 2021.

For å få et implantat til å fungere inne i hjernen, er det også en rekke utfordringer som må løses for at elektronikken skal fungere i varmt, fuktig og salt hjernevev. Prosjektleder Ken Shephard fra Columbia forteller om noen av dem til The Economist.

Kontakt:

Gaute Einevoll, professor ved Fysisk institutt

Mer på Titan.uio.no:

Les også

Bølger på havet

Bølgenes mørke bakside skal frem i lyset

Radarsignaler som skal gi bilder av bølgene på havet, sliter med å kartlegge baksiden av bølgene. Matematiker Susanne Støle-Hentschel kan ha funnet en vei ut av bølgeskyggenes dal.

Bier

Er topptrente bier fremtidens søkshunder?

Profesjonelle søkshunder tar det lang tid å trene opp, mens det på få dager går an å trene opp hundrevis av honningbier. Oppdagelsen av honningbienes imponerende luktesans har inspirert forskere til å etterlikne den bemerkelsesverdige evnen.

Hvem var det som brøt seg inn hos Urmaker Urnes?

Elever oppklarte innbrudd hos urmaker Urnes

Verdier for flere millioner kroner forsvant under et innbrudd hos urmaker Urnes natt til fredag. Kunne det tenkes at urmakeren hadde fingert innbruddet, eller var det et reelt innbrudd? Videregående-elever med fordypning i biologi og teknologi oppklarer sånne kriminalsaker i løpet av et par timer.