Wissenschaft im Trend: Lund macht große Schritte in der Gehirnforschung
Bei den heutigen Gehirnimplantaten gibt es hartnäckige Probleme, die deren Wirksamkeit beeinträchtigen. Ein Problem ist, dass der Körper das Implantat als ein fremdes Objekt erkennt, was zur Verkapselung der Elektrode führt, die dann ihrerseits das Signal verliert. Eine Gruppe an der Universität Lund will dieses Problem mithilfe einer eigens entwickelten Nanodrahtstruktur lösen. Das neue Substrat, an dem Neuronen wachsen und gedeihen können, besteht aus dem Halbleitermaterial Galliumphosphid, bei dem jeder herauswachsende Nanodraht einen Durchmesser von nur 80 Nanometern (Billionstel eines Meters) hat. „Unsere Nanodrahtstruktur verhindert, dass die Zellen, die die Elektroden normalerweise einkapseln – Gliazellen – dies tun“, erklärt Christelle Prinz, Nanophysikforscherin an der Universität Lund, die diese Technik zusammen mit Maria Thereza Perez, einer Ophthalmologieforscherin, entwickelte. „Ich war von diesen Ergebnissen angenehm überrascht. In vorangegangenen In-Vitro-Experimenten, hatten sich die Gliazellen immer sehr stark an die Elektroden angehaftet.“ Das Team löste das Verkapslungsproblem, indem es ein kleines Substrat entwickelte, in dem Regionen von superfeinen Nanodrähten mit flachen Regionen verbunden sind. Während Neuronen auf Neuronen wachsen und dort die Prozesse erweitern, besetzen Gliazellen vor allem die flachen Regionen, die dazwischen liegen. „Die verschiedenen Zelltypen interagieren weiterhin“, fügt Prinz hinzu. „Es ist für die Neuronen wichtig zu überleben, da die Gliazellen ihnen wichtige Moleküle liefern.“ Bislang wurden Tests nur mir Zellkulturen (in vitro) durchgeführt, doch die Forscher hoffen, dass sie die Experimente bald auch in Vivo machen können. In der Zwischenzeit hat eine andere Forschungsgruppe an der Universität Lund in der vergangenen Woche auch von einem möglichen Durchbruch in der Gehirnforschung berichtet. Diese von Professor Jens Schouenborg und Dr. Lina Pettersson geleitete Forschungsgruppe hat implantierbare Elektroden entwickelt, die Signale von einzelnen Neuronen im Gehirn über einen längeren Zeitraum hinweg abgreifen können – ohne einen Gewebeschaden im Gehirn zu verursachen. Medicalxpress.com berichtet, dass diese Technologie es ermöglichen wird, die Gehirnfunktion bei gesunden und kranken Individuen zu verstehen. Professor Schouenborg zufolge könne die Forschung zu wirksameren Behandlungsmethoden für Krankheiten wie Parkinson und chronische Schmerzen beitragen. Weitere Informationen finden Sie in den Artikeln „Support of neuronal growth over glial growth and guidance of optic nerve axons by vertical nanowire arrays“ und „An array of highly flexible electrodes with a tailored configuration locked by gelatin during implantation – initial evaluation in cortex cerebri of awake rats“
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