Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Lichtschalter im Gehirn

18.01.2013
Forscher haben ein Implantat entwickelt, das mithilfe eines Lasers einzelne Nervenzellen steuert

Nervenzellen gezielt ein- und ausschalten: Diese Fähigkeit wünschen sich viele Neurowissenschaftlerinnen und Neurowissenschaftler, um besser zu verstehen, wie das Gehirn funktioniert.


siehe Bild
Quelle: IMTEK / Universität Freiburg

Forscherinnen und Forscher aus Freiburg und Basel/Schweiz haben nun ein Implantat entwickelt, das erstmals punktgenau Nervenzellen im Gehirn genetisch verändern, mit Lichtreizen steuern und gleichzeitig die Aktivität der Zellen messen kann. Das 3-in-1-Gerät soll völlig neue Studien ermöglichen – auch im Rahmen des Freiburger Exzellenzclusters BrainLinks-BrainTools.

Birthe Rubehn und ihre Kollegen vom Institut für Mikrosystemtechnik (IMTEK) und dem Bernstein Center der Universität Freiburg sowie dem Friedrich Miescher Institute for Biomedical Research in Basel beschreiben den Prototypen ihres Mikroimplantats in der Fachzeitschrift „Lab on a Chip“. Sie berichten, dass erste Experimente, bei denen sie den Prototyp Mäusen eingesetzt haben, erfolgreich verlaufen sind: Das Forschungsteam konnte mit dem Gerät durch Lichtimpulse Nervenzellen im Gehirn gezielt in ihrer Aktivität beeinflussen.

Dass die Forscher Nervenzellen mithilfe von Licht verschiedener Farbe in ihrer Aktivität hemmen und erregen können, ist einer neuartigen gentechnischen Methode zu verdanken. In der so genannten Optogenetik werden Gene aus bestimmten Algen in die Erbinformation eines anderen Lebewesens, beispielsweise einer Maus, eingeschleust. Die Gene erzeugen lichtgesteuerte Poren für geladene Teilchen in der Zellmembran. Diese zusätzlichen Durchlässe erlauben es, die elektrische Aktivität der Zellen zu steuern. Doch erst das neue Implantat aus Freiburg und Basel macht dieses Prinzip für Neurowissenschaftler anwendbar.

Sie haben das Gerät, weniger als ein Viertelmillimeter breit und etwa ein Zehntelmillimeter hoch, auf Polymerbasis entwickelt – aus speziellen Kunststoffen, deren Verträglichkeit für den Kontakt mit dem Gehirn belegt ist. Und im Gegensatz zu bisher entwickelten Sonden kann es am selben Ort für die genetische Veränderung nötige Substanzen einspritzen, Licht zur Steuerung der Zellen abgeben und den Effekt an mehreren elektrischen Kontakten messen. Neben der Serienfertigung strebt das Team nun eine zweite Version an, bei der sich der Flüssigkeitskanal für die gentechnischen Substanzen später auflöst und das Implantat dadurch noch kleiner wird.

Originalveröffentlichung:
Rubehn, B., Wolff S.B.E., Tovote P., Lüthi A. und Stieglitz T. (2013): A polymer-based neural microimplant for optogenetic applications: design and first in vivo study. Lab Chip, advance article, DOI: 10.1039/C2LC40874K

Kontakt:
Prof. Dr. Thomas Stieglitz
Lehrstuhl für Biomedizinische Mikrotechnik
Institut für Mikrosystemtechnik (IMTEK)
Tel.: 0761/203-7471
Fax: 0761/203-7472
E-Mail: thomas.stieglitz@imtek.uni-freiburg.de

Rudolf-Werner Dreier | Uni Freiburg im Breisgau
Weitere Informationen:
http://www.uni-freiburg.de
http://www.pr.uni-freiburg.de/pm/2013/pm.2013-01-18.14-en?set_language=en

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht Kokosöl verlängert Leben bei peroxisomalen Störungen
20.06.2018 | Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

nachricht Überdosis Calcium
19.06.2018 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizin Gesundheit >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Temperaturgesteuerte Faser-Lichtquelle mit flüssigem Kern

Die moderne medizinische Bildgebung und neue spektroskopische Verfahren benötigen faserbasierte Lichtquellen, die breitbandiges Laserlicht im nahen und mittleren Infrarotbereich erzeugen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien Jena (Leibniz-IPHT) zeigen in einer aktuellen Veröffentlichung im renommierten Fachblatt Optica, dass sie die optischen Eigenschaften flüssigkeitsgefüllter Fasern und damit die Bandbreite des Laserlichts gezielt über die Umgebungstemperatur steuern können.

Das Besondere an den untersuchten Fasern ist ihr Kern. Er ist mit Kohlenstoffdisulfid gefüllt - einer flüssigen chemischen Verbindung mit hoher optischer...

Im Focus: Temperature-controlled fiber-optic light source with liquid core

In a recent publication in the renowned journal Optica, scientists of Leibniz-Institute of Photonic Technology (Leibniz IPHT) in Jena showed that they can accurately control the optical properties of liquid-core fiber lasers and therefore their spectral band width by temperature and pressure tuning.

Already last year, the researchers provided experimental proof of a new dynamic of hybrid solitons– temporally and spectrally stationary light waves resulting...

Im Focus: Revolution der Rohre

Forscher*innen des Instituts für Sensor- und Aktortechnik (ISAT) der Hochschule Coburg lassen Rohrleitungen, Schläuchen oder Behältern in Zukunft regelrecht Ohren wachsen. Sie entwickelten ein innovatives akustisches Messverfahren, um Ablagerungen in Rohren frühzeitig zu erkennen.

Rückstände in Abflussleitungen führen meist zu unerfreulichen Folgen. Ein besonderes Gefährdungspotential birgt der Biofilm – eine Schleimschicht, in der...

Im Focus: Überdosis Calcium

Nanokristalle beeinflussen die Differenzierung von Stammzellen während der Knochenbildung

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universitäten Freiburg und Basel haben einen Hauptschalter für die Regeneration von Knochengewebe identifiziert....

Im Focus: Overdosing on Calcium

Nano crystals impact stem cell fate during bone formation

Scientists from the University of Freiburg and the University of Basel identified a master regulator for bone regeneration. Prasad Shastri, Professor of...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen im August 2018

20.06.2018 | Veranstaltungen

Hengstberger-Symposium zur Sternentstehung

19.06.2018 | Veranstaltungen

LymphomKompetenz KOMPAKT: Neues vom EHA2018

19.06.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen im August 2018

20.06.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Breitbandservices von DNS:NET erweitert

20.06.2018 | Unternehmensmeldung

Mit Parasiten infizierte Stichlinge beeinflussen Verhalten gesunder Artgenossen

20.06.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics