Künstliche Nervenzelle aus Kunststoff kreiert

Mensch-Maschine-Schnittstelle wird mit Weiterentwicklung der Universität Linköping effektiver

Stark vergrößerte künstliche Nervenzelle der schwedischen Forscher (Foto: Thor Balkhed, liu.se/en)

Linköping/Norrköping (pte002/19.09.2025/06:05)

Forscher der Universität Linköping (LiU) haben ein künstliches Neuron aus leitfähigen Kunststoffen entwickelt, das ähnliche hochentwickelte Funktionen wie biologische Nervenzellen ausführen kann. Das ebnet den Weg für eine neue Generation von körperintegrierten Sensoren, medizinischen Implantaten und Robotern.

Ähnliche Infoverarbeitung

"Die Nachahmung des Verhaltens biologischer Neuronen ist seit Langem ein wichtiges Ziel der sogenannten neuromorphen Technik. Herkömmliche Elektronik auf Siliziumbasis ist dafür ungeeignet, da sie nicht dieselbe Sprache spricht wie die Nervenzellen in unserem Körper", verdeutlicht Forschungsleiter Simone Fabiano.

Anstatt sich auf starres Silizium zu verlassen, arbeitet das Team mit einer Klasse weicher - flexible Materialien, sogenannten konjugierte Polymere, die sowohl Ionen als auch Elektronen transportieren können. Diese doppelte Fähigkeit ermöglicht ihnen eine engere Verbindung mit biologischen Systemen und speziell eine Infoverarbeitung, die auch im menschlichen Nervensystem zu beobachten ist. Somit wird das Neuron nur dann aktiviert, wenn ein Input vorhanden ist.

Neue Art neuronalen Rechnens

"Wir können uns vorstellen, diese Geräte zu verwenden, um Prothesen oder Robotern einen Tastsinn zu verleihen. Sie zeigen, dass organische Elektronik nicht nur eine weichere Alternative zu Silizium ist, sondern auch neue Arten des neuronalen Rechnens ermöglicht, die Biologie und Elektronik miteinander verbinden." Damit schlägt Fabiano eine ähnliche Richtung ein wie südkoreanische Forscher, die weiche Transistoren entwickelt haben, um Implantate körperverträglicher zu konstruieren, wie pressetext berichtete.

Schon Anfang 2023 gelang es den Forschern am LiU-Campus Norrköping, künstliche Nervenzellen zu entwickeln, die 15 der 22 wichtigsten Eigenschaften biologischer Neuronen reproduzieren. Diese Nervenzellen waren jedoch auf viele verschiedene Komponenten angewiesen, was ihre praktische Anwendbarkeit einschränkte.

Nun hat das Team die Technologie verfeinert und die künstliche Nervenzelle auf einen einzigen organischen elektrochemischen Transistor reduziert, der dennoch bis zu 17 neuronale Eigenschaften reproduziert. Dieses künstliche Neuron ist nicht nur hochfunktional, sondern auch extrem kompakt und in seiner Größe mit einer menschlichen Nervenzelle vergleichbar. "Damit öffnet sich die Tür für die direkte Integration synthetischer Neuronen in lebendes Gewebe oder weiche Roboter", schließt Fabiano.

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