Cyborg-Kaulquappen eröffnen Möglichkeiten zur Erforschung der Gehirnentwicklung

In den Labors von Harvard wurden Cyborg-Kaulquappen entwickelt, in die ein sehr kleines, dünnes, weiches und dehnbares neuronales Gerät implantiert wurde , mit dem sich die Entwicklung von Gehirn und Rückenmark live überwachen lässt, ohne das Wachstum oder das Verhalten des Tiers zu beeinträchtigen. Diese Technologie könnte es in Zukunft ermöglichen, die Geheimnisse des Gehirns und der Krankheiten zu erforschen , die sich in den frühen Entwicklungsstadien manifestieren, wie Autismus , bipolare Störungen und Schizophrenie . Dies geht aus einer im Fachblatt „Nature“ veröffentlichten Studie von Forschern der Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) in den USA hervor.

Die Ergebnisse zeigen, dass sich das Gerät perfekt in das Gehirn integriert und sich während der Entwicklung an dessen Wachstum anpasst , ohne Schäden zu verursachen, indem es die elektrische Aktivität einzelner Gehirnzellen mit einer Präzision von Millisekunden aufzeichnet.

„Derzeit ist es nicht möglich, neuronale Aktivität in den frühen Stadien der neuronalen Entwicklung zu messen. Unsere Technologie wird neue Möglichkeiten eröffnen“, sagt Jia Liu, außerordentlicher Professor für Bioingenieurwesen an der SEAS. „Wenn wir den natürlichen Entwicklungsprozess voll ausnutzen, können wir mehrere Sensoren nichtinvasiv ins Gehirn implantieren und gleichzeitig die allmähliche Entwicklung der Gehirnaktivität im Laufe der Zeit überwachen. Das hat noch niemand zuvor getan.“

Die Forschung basiert auf mehrjährigen Bemühungen zur Entwicklung weicher, flexibler und nichtinvasiver, gehirnfreundlicher bioelektronischer Komponenten mit einer tofuähnlichen Konsistenz . Das Implantat wurde aus fluorierten Elastomeren hergestellt, die so weich wie biologisches Gewebe sind, sich aber zu hoch belastbaren elektronischen Komponenten verarbeiten lassen, die Nanofabrikationsprozessen standhalten und verschiedene Sensoren zur Aufzeichnung der Gehirnaktivität beherbergen.