Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Körper erstmals Energiequelle für ein Gerät

09.11.2012
Ohr kann Sender bis zu fünf Stunden betreiben

Erstmals ist es gelungen, ein elektrisches Gerät durch das Ohr alleine zu betreiben. Wissenschaftler der Harvard University Medical School haben einen natürlichen elektrochemischen Gradienten in den Zellen des Innenohres eines Meerschweinchens genutzt, um einen kabellosen Sender bis zu fünf Stunden lang zu betreiben. Diese Technik könnte eines Tages eine autonome Energiequelle für Gehirnimplantate oder Cochlea-Implantate ermöglichen.

Nervenzellen nutzen die Bewegung von positiv geladenen Natriumionen und negativ geladenen Kaliumionen, um über einen Membran einen elektrochemischen Gradienten zu schaffen, der neurale Signale steuert. Manche Zellen in der Cochlea verfügen über die gleiche Art von Gradient, der dafür eingesetzt wird, die Vibrationen des Trommelfells in elektrische Signale umzuwandeln, die das Gehirn verstehen kann. Eine der größten Herausforderungen bei der Nutzung eines derartigen elektrischen Potenzials ist, dass die so entstehende Spannung winzig ist. Sie entspricht nur dem Bruchteil einer normalen Batterie.

Implantat liefert Energie für Radiosender

Laut der leitenden Wissenschaftlerin Tina Stankovic sei dieses Potenzial des menschlichen Ohres bereits seit 60 Jahren bekannt. Bis jetzt habe allerdings niemand versucht, es zu nutzen. Die Forscher haben jetzt einen elektronischen Chip entwickelt, der mehrere winzige Elektroden mit einem geringen Leitungswiderstand enthält, die einen kleinen Teil dieser elektrischen Aktivität nutzen können. Die Fähigkeit zu hören wird dadurch nicht beeinträchtigt.

Das Implantat wurde in das Innenohr von Meerschweinchen eingesetzt und die Elektroden auf beiden Seiten der Zellmembrane der Cochlea befestigt. An den Chip wurde ein Radiosender mit geringem Energieverbrauch angeschlossen. Das Gerät benötigte am Anfang eine kurze Starthilfe durch Funkwellen. Danach war es aber bis zu fünf Stunden in der Lage, den Sender in Betrieb zu halten. Tests ergaben, dass die Tiere keine Probleme beim Hören hatten.

Beweis für biologische Energiequelle erbracht
Das Gerät funktioniert und eignet sich derzeit gut für einen kurzfristigen Einsatz. Längerfristig könnte der Einsatz von Elektroden im Inneren des Ohres jedoch zu Schädigungen führen. Laut NewScientist sollen die Elektroden in einem nächsten Schritt weiter verkleinert werden. Stankovic betonte, dass mit der in Nature Biotechnology http://www.nature.com/nbt veröffentlichte Studie bewiesen sei, dass biologische Energiequellen existieren, die bis heute noch nicht wirklich erforscht sind. "Eine sehr futuristische Idee könnte es sein, Energie aus einzelnen Zellen mit einem ähnlichen Ansatz nutzbar zu machen."

Michaela Monschein | pressetext.redaktion
Weitere Informationen:
http://hms.harvard.edu

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht TU Ilmenau erforscht innovative mikrooptische Bauelemente für neuartige Anwendungen
21.09.2017 | Technische Universität Ilmenau

nachricht Bald bessere Akkus?
21.09.2017 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Hochpräzise Verschaltung in der Hirnrinde

Es ist noch immer weitgehend unbekannt, wie die komplexen neuronalen Netzwerke im Gehirn aufgebaut sind. Insbesondere in der Hirnrinde der Säugetiere, wo Sehen, Denken und Orientierung berechnet werden, sind die Regeln, nach denen die Nervenzellen miteinander verschaltet sind, nur unzureichend erforscht. Wissenschaftler um Moritz Helmstaedter vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt am Main und Helene Schmidt vom Bernstein-Zentrum der Humboldt-Universität in Berlin haben nun in dem Teil der Großhirnrinde, der für die räumliche Orientierung zuständig ist, ein überraschend präzises Verschaltungsmuster der Nervenzellen entdeckt.

Wie die Forscher in Nature berichten (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005), haben die...

Im Focus: Highly precise wiring in the Cerebral Cortex

Our brains house extremely complex neuronal circuits, whose detailed structures are still largely unknown. This is especially true for the so-called cerebral cortex of mammals, where among other things vision, thoughts or spatial orientation are being computed. Here the rules by which nerve cells are connected to each other are only partly understood. A team of scientists around Moritz Helmstaedter at the Frankfiurt Max Planck Institute for Brain Research and Helene Schmidt (Humboldt University in Berlin) have now discovered a surprisingly precise nerve cell connectivity pattern in the part of the cerebral cortex that is responsible for orienting the individual animal or human in space.

The researchers report online in Nature (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005) that synapses in...

Im Focus: Tiny lasers from a gallery of whispers

New technique promises tunable laser devices

Whispering gallery mode (WGM) resonators are used to make tiny micro-lasers, sensors, switches, routers and other devices. These tiny structures rely on a...

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Im Focus: Hochautomatisiertes Fahren bei Schnee und Regen: Robuste Warnehmung dank intelligentem Sensormix

Schlechte Sichtverhältnisse bei Regen oder Schnellfall sind für Menschen und hochautomatisierte Fahrzeuge eine große Herausforderung. Im europäischen Projekt RobustSENSE haben die Forscher von Fraunhofer FOKUS mit 14 Partnern, darunter die Daimler AG und die Robert Bosch GmbH, in den vergangenen zwei Jahren eine Softwareplattform entwickelt, auf der verschiedene Sensordaten von Kamera, Laser, Radar und weitere Informationen wie Wetterdaten kombiniert werden. Ziel ist, eine robuste und zuverlässige Wahrnehmung der Straßensituation unabhängig von der Komplexität und der Sichtverhältnisse zu gewährleisten. Nach der virtuellen Erprobung des Systems erfolgt nun der Praxistest, unter anderem auf dem Berliner Testfeld für hochautomatisiertes Fahren.

Starker Schneefall, ein Ball rollt auf die Fahrbahn: Selbst ein Mensch kann mitunter nicht schnell genug erkennen, ob dies ein gefährlicher Gegenstand oder...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Die Erde und ihre Bestandteile im Fokus

21.09.2017 | Veranstaltungen

23. Baltic Sea Forum am 11. und 12. Oktober nimmt Wirtschaftspartner Finnland in den Fokus

21.09.2017 | Veranstaltungen

6. Stralsunder IT-Sicherheitskonferenz im Zeichen von Smart Home

21.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

OLED auf hauchdünnem Edelstahl

21.09.2017 | Messenachrichten

Weniger (Flug-)Lärm dank Mathematik

21.09.2017 | Physik Astronomie

In Zeiten des Klimawandels: Was die Farbe eines Sees über seinen Zustand verrät

21.09.2017 | Geowissenschaften