Erste Schritte in Richtung Cyborg-Realität: Entwicklung eines innovativen Biochips, der der menschlichen Netzhaut ähnelt
Im Rahmen der Entwicklung von Bioelektronik zur Korrektur von Körper- und Gehirnfehlfunktionen hat ein internationales Forscherteam hat einen innovativen Biochip entwickelt, der die menschliche Netzhaut nachahmt.
Die Ergebnisse der Spezialisten sind in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht.
Nach Ansicht von Experten symbolisiert die Entwicklung dieses Chips die ersten Schritte auf dem Weg zur Realität der Cyborgs. Es gibt bereits Herzschrittmacher zur Behandlung von Herzrhythmusstörungen, Cochlea-Implantate zur Verbesserung des Gehörs und Netzhautimplantate, die sehbehinderten Patienten helfen, ihr Sehvermögen zumindest teilweise wiederzuerlangen.
Der neue Chip, der von Santoros Gruppe entwickelt wurde, ist eine Kombination aus leitfähigen Polymeren und lichtempfindlichen Molekülen, die die Arbeit der Netzhaut, einschließlich der Sehbahnen, nachahmen können. Diese Errungenschaft eröffnet Möglichkeiten für “eine noch engere Verschmelzung von Mensch und Maschine”.
Francesca Santoro, Professorin für Neuroelektronische Grenzflächen an der Universität Aachen, erklärt: “Unser organischer Halbleiter erkennt die Lichtmenge, die auf ihn fällt, genau wie in unseren Augen. Die Lichtmenge, die auf die einzelnen Photorezeptoren trifft, erzeugt schließlich ein Bild im Gehirn.”
Der Chip zeichnet sich dadurch aus, dass er vollständig aus ungiftigen organischen Bestandteilen besteht, flexibel ist und auf der Basis von Ionen, d.h. geladenen Atomen oder Molekülen, funktioniert. Dadurch lässt es sich besser in biologische Systeme integrieren als herkömmliche Halbleiter-Siliziumkomponenten, die starr sind und nur mit Elektronen arbeiten.
“Unsere Zellen verwenden Ionen, um bestimmte Prozesse zu steuern und Informationen auszutauschen”, so der Forscher.
Derzeit ist die Technologie nur ein “proof of concept”, aber die Wissenschaftler denken bereits über mögliche Anwendungen für den Chip nach. Sie kann als künstliche Synapse fungieren, da die Bestrahlung mit Licht die Leitfähigkeit des verwendeten Polymers sowohl kurz- als auch langfristig verändert. Echte Synapsen funktionieren auf ähnliche Weise: Durch die Übertragung elektrischer Signale verändern sie ihre Größe und Effizienz, was die Grundlage für die Lern- und Erinnerungsfähigkeit des Gehirns ist.
