Hirnimplantate jetzt mit tausenden Elektroden
Quantensprung bei Therapien gegen neuronale Schädigungen - Keine Abstoßungsreaktionen
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Flexibilitätstest für ein Gehirnimplantat (Foto: John Rogers, northwestern.edu) |
Durham/Evanston/Chicago/New York (pte018/09.04.2020/11:45) Forscher der Duke University http://duke.edu haben zusammen mit Kollegen der Northwestern http://northwestern.edu und der New York University http://nyu.edu eine extrem flexible Schnittstelle zwischen Gehirn und Außenwelt entwickelt, die tausende Elektroden enthält. Das Messsystem wird ins Gehirn implantiert. Es soll mehr als sechs Jahre lang Daten liefern.
Quarzglas nicht abgestoßen
Die Elektroden der Forscher sind nicht gekapselt, trotzen der Umgebung dennoch über lange Zeit und sind hundertmal dünner als ein Blatt Papier. Sie bestehen aus Siliziumdioxid und sind weniger als ein Mikrometer dick. Pro Tag verlieren sie in der Dicke 0,46 Nanometer durch chemische Prozesse. Das Immunsystem interessiert sich für diesen Eindringling nicht - Siliziumdioxid ist biokompatibel.
Obwohl das Material, das auch als Quarzglas bekannt ist, elektrisch nicht leitfähig ist, kann es Infos aus dem Gehirn liefern. Es handelt sich um eine kapazitive Messung, vergleichbar der Technologie, die die Bewegung eines Fingers auf einem Touchscreen registriert. Die Experten implantierten ein System mit 64 Elektroden bereits in das Gehirn einer Ratte und eines mit 1.008 Elektroden in das Gehirn eines Affen. Sie lieferten Daten über einen langen Zeitraum. "Jetzt wollen wir unsere Technik verfeinern, um Menschen zu helfen, die an Gehirnkrankheiten leiden", so Bijan Pesaran, Professor für Neurologie an der New York University.
Immunsystem als Hauptgegner
"Der Versuch, Sensoren dazu zu bringen, im Gehirn zu arbeiten, ist vergleichbar mit dem Versenken eines Smartphones im Ozean in der Erwartung, dass es dort 70 Jahre lang funktioniert", so Jonathan Viventi, Assistenzprofessor für biomedizinisches Ingenieurswesen an der Duke University. Erschwerend komme hinzu, dass die Elektroden weitaus dünner und flexibler seien als ein Handy.
"Der Körper ist ein Ort, der gegenüber einem unerwünschten Gast unerbittlich vorgeht", meint der Forscher. Das Immunystem zerstöre alle Eindringlinge. Dazu komme, dass Gewebe korrosive Wirkung habe, Elektroden also auf chemischem Weg angreife. Aus diesem Grund sind Implantate wie Herzschrittmacher voll gekapselt, meist in bioverträglichem Titan.
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