Durchbruch: Licht ins menschliche Gehirn bringen ohne Operation

Mithilfe einer neuen nichtinvasiven Bildgebungstechnik für das Gehirn konnten Wissenschaftler Licht durch den menschlichen Kopf werfen und so die Hoffnung wecken, tiefe Hirnregionen ohne sperrige MRT-Geräte erreichen zu können.

Forscher glauben, dass diese transkranielle Beleuchtungsmethode eine technologische Brücke zwischen der kostengünstigen Elektroenzephalographie (EEG) und der teuren hochauflösenden MRT werden könnte – Foto: AI

Wissenschaftler der Universität Glasgow (Schottland) haben einen beispiellosen Meilenstein erreicht: Sie haben erfolgreich einen Lichtstrahl von einer Seite des menschlichen Schädels auf die andere gerichtet. Dieser Erfolg gibt Anlass zur Hoffnung auf eine nicht-invasive Methode zur Gehirnbildgebung, die günstiger und flexibler ist als die derzeit sperrigen Geräte.

Die funktionelle Nahinfrarotspektroskopie (fNIRS) gilt derzeit als eine der kostengünstigsten und tragbarsten Methoden zur Aufzeichnung der Gehirnaktivität. Allerdings dringt diese Technologie nur wenige Zentimeter unter die Kopfhaut ein, sodass Magnetresonanztomographen (MRT) die einzige Möglichkeit für tiefere Einblicke sind.

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

In der Testreihe zeigte nur ein Freiwilliger, ein hellhäutiger, haarloser Mann, dass das Licht vollständig von einer Seite des Kopfes zur anderen gelangte. Die Scans dauerten bis zu 30 Minuten und erforderten äußerst präzise Aufbaubedingungen.

Trotz der begrenzten Ergebnisse bestand das Hauptziel des Teams darin, das scheinbar Unmögliche zu demonstrieren: Licht durch den Schädel eines erwachsenen Menschen zu leiten. Dafür mussten viele Kompromisse eingegangen werden, darunter bei der Scangeschwindigkeit, der Probengröße und den Kontrollbedingungen.

Mithilfe eines Computermodells, das auf 3D-Scans des Schädels basiert, konnte das Team die Photonenbahnen präzise vorhersagen. Interessanterweise streute das Licht nicht zufällig, sondern folgte bevorzugten Wegen, beispielsweise durch die transparenteren Hohlräume der Gehirn-Rückenmarks-Flüssigkeit. Diese Erkenntnis eröffnet die Möglichkeit, tiefere Hirnregionen durch Veränderung der Position der externen Lichtquelle gezielt zu erreichen.

Die fNIRS-Technologie bietet viele Vorteile: Sie ist kompakt, kostengünstig und kann im Gegensatz zu teuren, fest installierten MRT-Geräten in Krankenhäusern direkt vor Ort eingesetzt werden. Ist die neue Technologie vollständig ausgereift, kann sie zur Früherkennung von Schlaganfällen, Hirntumoren oder zur Überwachung von Hirnschäden direkt vor Ort eingesetzt werden.

Forscher glauben, dass diese transkranielle Beleuchtungsmethode eine technologische Brücke zwischen der kostengünstigen Elektroenzephalographie (EEG) und der hochauflösenden, aber teuren MRT schlagen könnte. Tragbare Geräte zur Gehirnbildgebung mit hoher Durchdringung werden künftig dazu beitragen, die Neurodiagnostik den Menschen näher zu bringen, insbesondere in abgelegenen Gebieten.

Die Forschung gilt heute als Grundlage für die Entwicklung von Geräten zur Gehirnbildgebung der nächsten Generation, sowohl für die Diagnose von Krankheiten als auch für die Untersuchung 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