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Biotechnik: Unsichtbare Hirnimplantate aus Graphen

Transparente Sensoren geben den Blick auf die dahinterliegenden Hirnregionen frei. Damit könnten sie sich etwa in der Optogenetik als nützlich erweisen.
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Um bestimmte Schaltkreise im Gehirn zu studieren, nutzen Neurowissenschaftler häufig eine Kombination aus bildgebenden Verfahren und kleinen Implantaten, die in den Schädel eingesetzt werden. Diese Implantate haben allerdings oftmals einen entscheidenden Nachteil: Sie blockieren einen Teil des Lichts und erschweren somit auch den Blick von außen auf die entsprechenden Regionen. Eine Lösung für dieses Problem bieten nun möglicherweise transparente Sensoren, die Forscher von der University of Wisconsin-Madison entwickelt haben.

Die Schaltkreise bestehen dabei aus Graphen und sind auf Grund der hervorragenden Leitfähigkeit des Materials gerade einmal vier Atome dick. Dadurch sind sie fast unsichtbar und sorgen dafür, dass Licht aller Wellenlängen von Ultraviolett bis Infrarot die Sensoren ungehindert passieren kann. Auf diesem Weg könnte einst die Erforschung von Krankheiten wie Epilepsie oder Parkinson erleichtert werden, bei denen den Patienten oft kleine Impulsgeneratoren, so genannte Hirnschrittmacher, eingepflanzt werden. Könnte man durch sie besser hindurchsehen, erlaubte dies Forschern vielleicht tiefere Einblicke in die Vorgänge, die sich während der Impulse im Gehirn abspielen. Aber auch die Optogenetik könnte möglicherweise profitieren. Hierbei werden genetisch veränderte Nervenzellen durch Licht aktiviert. Transparente Sensoren könnten zeitgleich messen, welche Reaktionen sich auf zellulärer Ebene abspielen, ohne das Lichtsignal zu stören.

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Hilfestellung für die Optogenetik | Blaues Licht scheint ungehindert durch den transparenten Sensor, den Forscher von der University of Wisconsin-Madison entwickelten. Derartige Implantate könnten es beispielsweise in der Optogenetik erleichtern, die Aktivität in den einzelnen Zellen im Blick zu behalten.

Parallel zum Gehirn tüfteln die Forscher bereits an weiteren Anwendungsgebieten. So wären etwa Kontaktlinsen mit Duzenden unsichtbaren Sensoren denkbar, die Augenerkrankungen wie den Grünen Star erkennen.

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