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Technology Review

Hirn-Computer-Schnittstellen: Elektroden aus gewebeähnlichem Material

Harvard-Wissenschaftler arbeiten an biokompatiblen Elektroden, die ganz neue Hirn-Computer-Schnittstellen ermöglichen würden.

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Gehirn Neuronen

Ein Forschungsprojekt an der Harvard University arbeitet an Spezialelektroden für das Gehirn, berichtet Technology Review in seiner Online-Ausgabe ("Injizierbare Implantate sollen Gehirncode knacken"). Die Technik kommt aus dem Bereich des sogenannten Tissue Engineering und verspricht, in einigen Jahren dauerhafte Hirn-Computer-Schnittstellen zu ermöglichen.

Die Komponenten, die traditionell für die Aufzeichnung der Hirnsignale (und zusätzlich zur Hirnstimulation) verwendet wurden, sind starr und können zu Verletzungen führen. Durch Vernarbungen arbeiten sie zudem nicht besonders lange am Stück. Das Verfahren des Harvard-Teams basiert auf flexibler Elektronik und ist kompakt genug, um es zu injizieren. Im Tierversuch klappt das bereits.

Einblick in ein Mäuse-Gehirn: Blau sind die Kerne der Nervenzellen, grün ist die nanoelektronische Mesh-Struktur.

Die Idee entstand ursprünglich im Rahmen eines Projekts zur Herstellung künstlichen Gewebes. Dabei wurde eine gerüstartige Struktur aufgebaut, die das Wachstum von Zellen in drei Dimensionen unterstützt, ähnlich wie es im Körper erfolgt. Gleichzeitig lassen sich winzige elektronische Sensoren mitverbauen, um das Verhalten der Zellen zu überwachen. Dabei zeigte sich, dass sich die Technik auch für solche Hirnelektroden eignet.

Zuletzt demonstrierte die Gruppe, dass sich die Mesh-Struktur auch mittels Spritze in Zielregionen eines Mäusegehirns einführen lässt – getestet an lebenden Nagern. Die Weiterleitung der aufgezeichneten Signale folgt per Draht an einen außerhalb des Körpers liegenden Teil des Geräts. Zu großen negativen Gewebereaktionen kam es in der Versuchsphase nicht. Entsprechend könnte der Ansatz für Langzeitmessungen genutzt werden.

In bislang unveröffentlichten Experimenten gelang die Aufzeichnung spezifischer Neuronen über mehrere Monate, ohne dass das Signal schlechter wurde. Als Nächstes soll nun gezeigt werden, dass das an Mäusen auch über sechs Monate oder gar ein Jahr lang klappt. Anschließend wären dann Tests an Menschenaffen dran, bevor es klinische Tests am Menschen geben kann.

Mehr dazu bei Technology Review Online:

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