Forscher der Universität Linköping sind dabei, eine Art künstlicher Synapse zu entwickeln. Ihre neuartige Pumpe kann auf ein elektrisches Signal hin chemische Botenstoffe ausschütten – und zwar binnen weniger Millisekunden. Mit der Vorrichtung hoffen die Wissenschaftler, Nervenzellverbände auf natürliche Art und Weise zu beeinflussen. Ihre Vorrichtung taugt zunächst wohl eher nur für die Grundlagenforschung; langfristiges Ziel ist jedoch, das Gerät in den Körper zu implantieren. Dort könnte es eine Alternative zur sonst üblichen elektrischen Reizung bieten.

Die Pumpe, die das Team um Amanda Jonsson und Theresia Arbring Sjöström nun vorstellt, bewegt die chemischen Substanzen mit Hilfe einer elektrischen Spannung durch einen wenige hundert Nanometer dicken Polymerfilm. In ihrem Prototyp dauert es lediglich 50 Millisekunden, bis die Substanz aus dem Reservoir an die Oberfläche tritt. Das liege bereits in der Größenordnung natürlicher Synapsen, denen die Freisetzung bereits in unter zehn Millisekunden gelingt. Die Wissenschaftler integrierten bislang sechs individuell steuerbare Austrittskanäle in das Gerät.

Die herkömmliche elektrische Reizung kann vergleichsweise unspezifisch sein: Die Elektrode aktiviert unterschiedslos alle Zellen in ihrer Nähe. Normalerweise befinden sich aber im dicht gepackten Gewebe Zellen diverser Arten und unterschiedlichster Aufgabengebiete, die sich jedoch häufig in der Art der Neurotransmitter unterscheiden, auf die sie ansprechen. Mit einer entsprechenden Pumpe ließen sich darum theoretisch selektiv einzelne Zelltypen aktivieren. Auch im peripheren Nervensystem könnten mit Hilfe einer Neurotransmitterpumpe Neurone gezielt beeinflusst werden, zum Beispiel wenn eine Rückenmarksverletzung Nervenverbindungen zur Muskulatur zerstört hat.