Durchbruch: Durchleuchtung des menschlichen Gehirns ohne Operation

Eine neue, nicht-invasive Technik zur Bildgebung des Gehirns hat es Wissenschaftlern ermöglicht, Licht durch den menschlichen Kopf hindurch zu scheinen. Dies eröffnet die Hoffnung, tiefe Hirnregionen erreichen zu können, ohne dass sperrige MRT-Geräte benötigt werden.

Forscher glauben, dass diese transkranielle Beleuchtungsmethode eine technologische Brücke zwischen kostengünstiger Elektroenzephalographie (EEG) und teurer hochauflösender Magnetresonanztomographie (MRT) schlagen könnte – Foto: KI

Wissenschaftler der Universität Glasgow (Schottland) haben einen beispiellosen Meilenstein erreicht: Es gelang ihnen, einen Lichtstrahl von einer Seite des menschlichen Schädels zur anderen zu senden. Dieser Erfolg weckt die Hoffnung auf ein nicht-invasives Verfahren zur Bildgebung des Gehirns, das kostengünstiger und flexibler als die derzeitige, sperrige Ausrüstung ist.

Funktionelle Nahinfrarotspektroskopie (fNIRS) gilt derzeit als eine der kostengünstigsten und mobilsten Methoden zur Aufzeichnung von Hirnaktivität. Allerdings dringt diese Technologie nur wenige Zentimeter unter die Kopfhaut ein, sodass Magnetresonanztomographen (MRT) die einzige Möglichkeit für einen tieferen Einblick darstellen.

In einer in der Fachzeitschrift Neurophotonics veröffentlichten Studie erweiterte das Team die Empfindlichkeit der fNIRS durch den Einsatz eines leistungsstärkeren Nahinfrarotlasers (der sich jedoch noch innerhalb sicherer Grenzen befand) und fügte ein komplexeres Lichtsammelsystem hinzu, um die winzige Menge an Photonen zu erfassen, die den Schädel durchdringen.

In einer Testreihe zeigte nur ein Proband, ein hellhäutiger, haarloser Mann, dass das Licht vollständig von einer Kopfseite zur anderen durchdrang. Die Scans dauerten bis zu 30 Minuten und erforderten äußerst präzise Einstellungsbedingungen.

Trotz der begrenzten Ergebnisse betont das Team, dass ihr Hauptziel darin bestand, das scheinbar Unmögliche zu demonstrieren: Licht durch einen menschlichen Schädel zu leiten. Um dies zu erreichen, nahmen sie zahlreiche Abstriche in Kauf, unter anderem bei der Scangeschwindigkeit, der Stichprobengröße und den Kontrollbedingungen.

Mithilfe eines Computermodells, das auf 3D-Scans des Schädels basierte, konnte das Team die Photonenbahnen präzise vorhersagen. Interessanterweise streute das Licht nicht zufällig, sondern folgte bevorzugten Pfaden, beispielsweise durch die transparenteren Hirnflüssigkeitskammern. Diese Erkenntnis eröffnet die Möglichkeit, tiefer liegende Hirnregionen gezielt zu erreichen, indem die Position der externen Lichtquelle verändert wird.

Die fNIRS-Technologie bietet viele Vorteile: Sie ist kompakt, kostengünstig und kann – anders als teure, fest installierte MRT-Geräte in Krankenhäusern – auch außerhalb von Krankenhäusern eingesetzt werden. Nach ihrer vollständigen Entwicklung kann die neue Technologie zur Früherkennung von Schlaganfällen und Hirntumoren sowie zur Überwachung von Hirnschäden direkt vor Ort genutzt werden.

Forscher gehen davon aus, dass diese transkranielle Beleuchtungsmethode eine technologische Brücke zwischen kostengünstiger Elektroenzephalographie (EEG) und hochauflösender, aber teurer Magnetresonanztomographie (MRT) schlagen könnte. Zukünftig werden tragbare Hirnbildgebungsgeräte mit hoher Eindringtiefe dazu beitragen, die neurologische Diagnostik den Menschen, insbesondere in abgelegenen Gebieten, zugänglicher zu machen.

Die Forschung wird heute als Grundlage für die Entwicklung von Bildgebungsgeräten der nächsten Generation für das Gehirn angesehen, sowohl für die pathologische Diagnostik als auch für die Erforschung der intellektuellen Entwicklung bei Kindern und der Neurodegeneration bei älteren Menschen.

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MINH HAI

Quelle: https://tuoitre.vn/dot-pha-chieu-duoc-anh-sang-xuyen-nao-nguoi-ma-khong-can-phau-thuat-20250623092819004.htm