Hjernen er dyrebar, og evolusjonen har strukket seg langt for å beskytte den mot skade. Den mest åpenbare er vår 7 mm tykke hodeskalle, men hjernen er også omgitt av beskyttende væske (hjerne- og ryggmarg – av hjernen og ryggraden) og en beskyttende membran som kalles hjernehinnene. Begge gir ytterligere forsvar mot fysisk skade. 
Et annet beskyttende element er blod-hjerne-barrieren. Som navnet antyder, er dette en barriere mellom hjernens blodkar (kapillærer) og cellene og andre komponenter som utgjør hjernevev. Mens hodeskallen, hjernehinnene og hjernevæskene beskytter mot fysisk skade, gir blod-hjerne-barrieren et forsvar mot sykdomsfremkallende patogener og giftstoffer som kan være tilstede i blodet vårt.
Blod-hjerne-barrieren ble oppdaget. på slutten av 1800-tallet, da den tyske legen Paul Ehrlich injiserte et fargestoff i blodbanen til en mus. Til sin overraskelse infiltrerte fargestoffet i alt vev unntatt hjernen og ryggmargen. Selv om dette viste at det eksisterte en barriere mellom hjerne og blod, var det ikke før 1960-tallet kunne forskere bruke mikroskop som er kraftige nok til å bestemme det fysiske laget av blod-hjernebarrieren.
Vi kjenner nå nøkkelstrukturen. av blod-hjerne-barrieren som gir en barriere er «endotelialt knutepunkt». Endotelceller strekker det indre av alle blodkar. I kapillærene som danner blod-hjerne-barrieren, er endotelceller kilt ekstremt nær hverandre og danner såkalte tette kryss.
Det tette spalten tillater bare små molekyler, fettløselige molekyler og noen gasser å passere fritt gjennom kapillærveggen og inn i hjernevevet. Noen større molekyler, for eksempel glukose, kan få tilgang gjennom transportørproteiner, som fungerer som spesielle dører som kun åpner for bestemte molekyler.
Rundt endotelcellene i blodkaret er andre komponenter i blod-hjerne-barrieren som ikke er strengt involvert i å stoppe ting ge tting fra blod til hjerne, men som kommuniserer med cellene som danner barrieren for å endre hvor selektiv blod – hjernebarrieren er.
Hvorfor trenger vi det?
Formålet med blod-hjerne-barrieren er å beskytte mot giftige giftstoffer eller patogener som kan forårsake hjerneinfeksjoner, samtidig som viktige næringsstoffer kan nå hjernen.
Den andre funksjonen er å opprettholde relativt konstante nivåer av hormoner, næringsstoffer og vann i hjernen – svingninger som kan forstyrre det finjusterte miljøet.
Så hva skjer hvis blod-hjerne-barrieren blir skadet eller på en eller annen måte kompromittert?
En vanlig måten dette skjer er gjennom bakteriell infeksjon, som ved meningokokk sykdom. Meningokokkbakterier kan binde seg til endotelveggen og føre til at tette kryss åpnes litt. Som et resultat blir blod-hjerne-barrieren mer porøs, slik at bakterier og andre giftstoffer kan infisere hjernevevet, noe som kan føre til betennelse og noen ganger død.
Det antas også at funksjonen til blod-hjerne-barrieren kan reduksjon i andre forhold. Ved multippel sklerose, for eksempel, tillater en defekt blod-hjerne-barriere hvite blodlegemer å infiltrere hjernen og angripe funksjonene som sender meldinger fra en hjernecelle (nevron) til en annen. Dette forårsaker problemer med hvordan nevroner signaliserer til hverandre.
Når trenger vi å komme oss gjennom det?
Blod-hjerne-barrieren er generelt veldig effektiv for å hindre uønskede stoffer i å få tilgang til hjerne, som har en ulempe. De aller fleste potensielle medikamentelle behandlinger krysser ikke lett barrieren, noe som utgjør en enorm hindring for å behandle psykiske og nevrologiske lidelser. passering av stoffet. Dette er den såkalte trojanske hestetilnærmingen, der stoffet er smeltet sammen med et molekyl som kan passere blod – hjernebarrieren via et transportørprotein.
En annen tilnærming er å midlertidig åpne blod – hjernebarrieren ved hjelp av ultralyd.
Hos en mus med Alzheimers sykdom viste vi at bruk av ultralyd for å åpne blod – hjernebarrieren kan forbedre kognisjon og redusere mengden giftig plakk som akkumuleres i hjernen. Vi tror dette kan være på grunn av ultralyds evne, i kombinasjon med injiserte gassmikrobobler, til å åpne og åpne midlertidig blod-hjerne-barriere for å slippe beskyttende blodbårne faktorer inn. Det er viktigere at denne tilnærmingen ikke skadet hjernen.
I en ny studie har vi vist at ultralyd tillater mer av et terapeutisk antistoff inn i hjernen ved å midlertidig åpne blod-hjerne-barrieren, noe som forbedrer Alzheimers-lignende patologi og kognisjon mer enn når du bruker ultralyd eller antistoffmedisin i isolasjon.
Ultralyd er derfor et lovende verktøy for midlertidig og sikker å overvinne den normalt veldig nyttige, men noen ganger problematiske, blod-hjerne-barrieren. Den kan brukes til å forbedre levering av medisiner til hjernen, og på den måten gjøre behandlinger for Alzheimers og andre hjernesykdommer mer kostnadseffektive.