Zweedse wetenschappers zijn erin geslaagd stroomgeleidende elektroden te laten samenklonteren in de hersenen, harten en staartvinnen van vissen. Ze hopen daarmee een manier te hebben ontdekt om plekken in het lichaam te behandelen die andere elektroden niet kunnen bereiken.
Maarten Keulemans, 23 februari 2023, 20:01
Beeld ANP / Science Photo Library
Het zou weleens het begin kunnen markeren van ‘een nieuw paradigma in de bio-elektronica’, 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 zich eenmaal ingespoten in zebravisjes in een minuut of tien aaneenrijgen tot stroomgeleidende draadjes, onder invloed van onder meer suikers die van nature voorkomen in het lichaam. Ideaal om bijvoorbeeld bepaalde hersenziekten 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 elektroden niet komt, denkt ook hoogleraar bio-elektronica Wouter Serdijn (TU Delft). Normale, stijve elektroden kunnen immers wondjes geven en kleine ontstekingen opwekken.
Beperkingen van de nieuwe techniek ziet Serdijn ook: ‘Belangrijk is om je 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-elektroden 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 elektroden stroomstootjes toe te dienen aan bepaalde hersengebieden.
Overigens ‘kunnen’ de nieuwe elektroden 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 elektroden 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 te vervagen’, aldus de groep, in vakblad Science.
Maar die verwachting zou Serdijn toch willen 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.’
Over de auteur
Maarten Keulemans is wetenschapsredacteur bij de Volkskrant, met als specialismen microleven, klimaat, archeologie en gentech. Voor zijn coronaverslaggeving werd hij uitgeroepen tot journalist van het jaar.