Spezieller Neurochip ermöglicht hohe Auflösung der Hirnaktivität

Calgary – Ein speziell entwickelter Neurochip könnte die Aktivität einzelner zentraler Neu­rone über Wochen aufzeichnen. Dies könnte Neurowissenschaftlern dabei helfen, das Ge­hirn und seine Funktionsweise besser zu verstehen, meinen Forscher um Naweed Syed von der University of Calgary in der Zeitschrift Scientific Reports (2016; doi: 10.1038/srep34553).

Die neuronale Aktivität im Gehirn kann über verschiedene Wege bestimmt werden. EEG, Glukosestoffwechsel, funktionelle MRT-Aufnahmen und viele weitere Methoden geben ei­nen Eindruck von der Arbeit im Gehirn. All diese Verfahren haben jedoch nur eine grobe Auflösung der Aktivität und können nur eine Momentaufnahme bieten. Methoden, welche die Aktivität differenzierter und über einen längeren Zeitraum abbilden, werden daher be­nötigt. Eine Lösung könnte ein speziell entwickelter Neurochip sein, den das interdiszipli­näre Team an der Advanced Micro/nanosystems Integration Facility der Universität ent­wickelt hat.

Die Oberfläche des Neurochips ähnelt auf der biochemischen Ebene neuronalen Zellen. Zentrale Nervenzellen bilden daher synaptische Verbindungen mit dem Neurochip, so­dass dieser die Aktivität der Nervenzellen direkt erfassen kann. Das Verfahren ermöglicht laut den Forschern eine sehr hohe räumliche und zeitliche Auflösung der Hirnaktivität. Ein besonderer Vorteil des Neurochips liege darin, dass er die Hirnaktivität über Wochen aufzeichnen könne.

Die Forscher haben den Chip bisher an isolierten Nervenzellen von Schnecken getestet. Es zeigte sich, dass der Chip seine Aufgabe erfüllte und die neuronale Aktivität über­wa­chen konnte.

Die ersten Ergebnisse sind den Wissenschaftlern zufolge vielversprechend. Möglicher­wei­se könnten solche Neurochips, als spezialisierte Detektoren der Hirnaktivität, künftig Grundlagen für die personalisierte Therapie von neurologischen Erkrankungen liefern, so die Forscher.

hil