Südkoreanische Ingenieure haben mikroskopisch kleine Roboter entwickelt, die Neuronen miteinander verbinden können.
Das Ziel der Ingenieure war es, voneinander getrennte Gruppen von Nervenzellen miteinander zu verbinden. Auf Glasplatten ließen sie Neuronen des Hippocampus einer Ratte in voneinander getrennten Feldern anwachsen.
Die rechteckigen 300 μm kleinen Roboter sollten als Brücke zwischen den Feldern dienen. Deswegen bestückten die Ingenieure sie ebenfalls mit jeweils rund 100 Neuronen und ließen sie auf den Robotern anwachsen.
Mikroskopische Aufnahme von Nervenzellen (blau und grün gefärbt), die entlang dünner Rillen eines Mikroroboters wachsen. Quelle: Hongsoo Choi/ DGIST-ETH Microrobotics Research Center
Um sicherzustellen, dass die Nervenzellen alle in die gleiche Richtung wachsen, haben die Wissenschaftler horizontale Rillen in der Oberseite der Roboter geschnitzt. Die Rillen sind in etwa so breit wie die Axone von Nervenzellen.
Mithilfe eines magnetischen Feldes konnten die Ingenieure die Roboter exakt zwischen den Neuronen-Feldern ausrichten, um so die Lücke zwischen den Nervenzell-Clustern zu überbrücken.
Ein Mikroroboter, der Nervenzellen trägt (Mittelbrücke), verbindet zwei getrennte Cluster von Nervenzellen (grün und blau) und ermöglicht die Kommunikation zwischen diesen Clustern. Quelle: Eunhee Kim, Hongsoo Choi
Die Neuronen auf dem Roboter wuchsen entlang der Rillen in Richtung der Neuronen in den Feldern auf beiden Seiten. Elektroden zeigten an, dass sogar die Signalüberleitung zwischen den Gruppen funktionierte – die Verbindung klappte also tatsächlich. Die Forscher sehen großes Potential in ihren Mikrorobotern: Die Entwicklung solcher neuronalen Brücken könne letztlich zu Therapien für Menschen mit Nervenverletzungen führen.
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Bildquelle: Hongsoo Choi/ DGIST-ETH Microrobotics Research Center