NeuroNetzwerk 10

Für Menschen mit motorischen Behinderungen existieren zunehmend Lösungen, durch Elektroden, Informationen direkt aus ihrem Gehirn abzuleiten und sie zur Steuerung von Prothesen zu verwenden. Gegenwärtig existieren jedoch keine praktikablen Lösungen, ähnliches bei sensorischen Schäden zu erreichen. Das „Schreiben“ von Informationen in das Gehirn ist deutlich komplizierter, als das „Lesen“ der Gehirnsignale. Zwar existieren Retina- und Innenohrprothesen, diese sind jedoch immer auf eine Restfunktion des betreffenden peripheren Organs angewiesen. Betrifft der Schaden jedoch das ganze Organ, seinen Nerv oder das Gehirn selbst, versagen diese Behandlungen. Die Gründe für das Fehlen zentraler, also direkt ins Gehirn „schreibender“, Neuroprothesen liegen insbesondere in der geringen Spezifität elektrischer Stimulationsverfahren.

In diesem Projekt werden wir eine verbesserte Neuroprothese entwickeln, welche auf Stimulation durch Licht und Gentherapie anstelle von Strom basiert. Durch die Entwicklung optogenetischer Verfahren, bei denen das Gehirn selbst lichtsensitiv wird, besteht seit kurzem die Möglichkeit, das Gehirn von Versuchstieren viel gezielter und komplexer zu stimulieren als dies bisher möglich war. Im Rahmen unseres Projektes werden wir eine Matrix aus 32 mikroskopischen Lichtemittern entwickeln, die in der Lage ist, komplexe Lichtmuster zu erzeugen. Die hohe Anzahl von Emittern erreichen wir durch unsere neuartigen Dünnschicht-LEDs.

Im Prinzip ermöglicht es dieser Ansatz, komplexere Sinneseindrücke als mit jeder anderen Stimulationsmethode direkt im Gehirn zu erzeugen. An mongolischen Wüstenrennmäusen werden wir testen, bis zu welcher Komplexität die Tiere verschiedene Stimulationsmuster unterscheiden können. Die Ergebnisse der Experimente bilden die Grundlage für eine spätere Anwendung der Technik am Menschen.