Tragbarer Gehirnscanner enthüllt altersbedingte Veränderungen im Gehirn

NOTTINGHAM / MÜNCHEN (IT BOLTWISE) – Eine bahnbrechende Studie hat gezeigt, wie sich die Balance zwischen erregenden und hemmenden Prozessen im Gehirn mit dem Alter verändert. Diese Erkenntnisse könnten entscheidend für das Verständnis und die frühzeitige Diagnose von neuroentwicklungsbedingten Störungen wie Autismus sein.

Die jüngste Forschung der Universität Nottingham und des SickKids-Krankenhauses in Toronto hat gezeigt, dass die Erregungsprozesse im Gehirn mit zunehmendem Alter abnehmen, während die hemmenden Prozesse zunehmen. Diese Veränderungen sind entscheidend für die gesunde Gehirnentwicklung und könnten helfen, neuroentwicklungsbedingte Störungen wie Autismus besser zu verstehen.

Die Forscher nutzten einen tragbaren Quanten-Gehirnscanner, der mit optisch gepumpten Magnetometern (OPMs) ausgestattet ist, um nicht-invasive Gehirnbildgebung selbst bei sehr jungen Kindern zu ermöglichen. Diese Technologie eröffnet neue Möglichkeiten, um neuroentwicklungsbedingte Erkrankungen viel früher zu diagnostizieren als bisher möglich.

Die Studie, die in Imaging Neuroscience veröffentlicht wurde, zeigt, dass die Balance zwischen erregenden und hemmenden Prozessen, bekannt als E-I-Balance, mit dem Alter signifikant variiert. Normalerweise erfordert die Messung dieser Balance das Einsetzen von Sensoren direkt ins Gehirn, was experimentelle Chirurgie erfordert und daher bei Menschen nicht routinemäßig durchgeführt werden kann. Der tragbare Gehirnscanner ermöglicht jedoch eine solche Messung ohne invasive Eingriffe.

Die Forscher untersuchten die Gehirne von 101 gesunden Kindern und Erwachsenen im Alter von 2 bis 34 Jahren. Sie nutzten ein tragbares Design eines Magnetoenzephalographie (MEG)-Scanners, um hochfrequente Gehirnwellen, bekannt als Gamma-Wellen, zu messen, die in Gehirnschaltkreisen erzeugt werden, die sowohl auf erregende als auch auf hemmende Eingaben angewiesen sind.

Die Ergebnisse zeigen, dass Gamma-Wellen mit dem Alter signifikant variieren, mit niederfrequenten Breitbandwellen bei Kindern und hochfrequenten Schmalbandwellen bei Erwachsenen. Diese Veränderungen bieten einen wichtigen Maßstab für die gesunde Gehirnentwicklung und können als Vergleichspunkt für das Verständnis von Störungen wie Autismus dienen.

Professor Matthew Brookes von der Universität Nottingham, der die Entwicklung der neuen Technologie geleitet hat, betont die revolutionären Möglichkeiten, die Quanten-Technologien für die Gehirnbildgebung bieten. Die Technologie, die vor zehn Jahren noch wie Science-Fiction erschien, ermöglicht es nun, MEG-Signale bei sehr jungen Kindern zu messen, während sie sich frei bewegen.

Dr. Margot Taylor, eine renommierte Neurowissenschaftlerin, die die Autismusforschung am SickKids-Krankenhaus in Toronto leitet, hebt hervor, dass die OPM-Technologie Studien bei jungen Kindern ermöglicht, die zuvor nicht möglich waren. Diese Studien könnten zu einem besseren Verständnis des frühen Auftretens von neuroentwicklungsbedingten Störungen führen und die zukünftige Betreuung der betroffenen Kinder verbessern.

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