Erfolgreiche Nutzung von Siliziumsonden im Zerebellum

Biosensoren sind ultrafeine Geräte, die zur Aufzeichnung und Messung von Biopotentialen auf Zellebene genutzt werden. Innovative Biosensoren in Form von Siliziumsonden, die im Rahmen des VSAMUEL-Projekts entwickelt wurden, bieten vielversprechende Aussichten für die biomedizinische Forschung zu Gesundheit und Krankheit beim Menschen.

Ziel von VSAMUEL war die Entwicklung und Bewertung von Siliziumsonden mit Elektrodenarrays mit mehreren Aufzeichnungsstellen, die sich für mehrkanalige In-Vivo-Aufzeichnungen in dafür bestimmten Neuronen aus der Hirnrinde eignen. Die VSAMUEL-Siliziumsonden basieren auf Verfahren der Mikrosystemtechnik. Die miniaturisierten Elektrodenarrays mit mehreren Aufzeichnungsstellen, die dem Wissenschaftler für elektrophysiologische Aufzeichnungen in der Tierforschung bereitgestellt werden, sind auf dem höchsten Stand der Technik.

Die VSAMUEL-Siliziumssonden wurden durch mechanische Kompatibilitätstests in den Hirnrinden von Ratten bewertet. Die Aktivität der neuronalen Netzwerke wurde sowohl während Ruhephasen als auch während der Verarbeitung von taktilen Informationen aus der Gesichtshaut und den Gesichtshaaren aufgezeichnet. Die gewonnenen Daten führten zu einem erweiterten Wissen, mit dem Gestaltungsparameter der Sonden wie die Konfiguration, das Profil und die Stärke der Sondenspitze weiter verbessert werden können. Gleichzeitig wurden die Einführungsmethode und -geschwindigkeit beurteilt, wobei besonders der Schaden am Gewebe und an der Sonde, die mechanische Stabilität der Einführung sowie die Aufzeichnungsmerkmale beleuchtet wurden.

Die Daten aus diesen Untersuchungen bestätigen und betonen den wichtigsten Vorteil, den die VSAMUEL-Sonden gegenüber anderen erhältlichen Elektrodenarrays mit mehreren Aufzeichnungsstellen haben, nämlich die große Anzahl von Aufzeichnungsstellen in einer Sonde mit geringem Umfang. Damit können die Aktivitäten von verschiedenen funktionellen Schichten der Nervenstrukturen simultan aufgezeichnet werden, indem einfach die Anordnung der Aufzeichnungsstellen entsprechend angepasst wird.

Es wurde verdeutlicht, dass die VSAMUEL-Sonden wiederholt in Akutexperimenten zur Aufzeichnung der neuralen Aktivität in der Hirnrinde von Ratten genutzt werden können. Aufgrund der charakteristischen und einmaligen Simultanaufzeichnung einer Vielzahl von einzelnen Nervenzellen und dem guten Preis-Leistungs-Verhältnis besitzen die Sonden ein starkes wissenschaftliches und kommerzielles Potential.