Solarzellen für die Augen sollen Menschen wieder sehen lassen

Neuroprothesen sind Geräte, die mit unserem Nervensystem interagieren, um verloren gegangene Funktionen wiederherzustellen. Am bekanntesten ist wohl das Cochlea-Implantat, das gehörlosen Menschen dank der direkten Stimulation des Hörnervs ermöglicht, etwas zu hören. Forscher*innen wollen nun ein ähnliches Implantat für das Auge entwickeln.

Ein Team der Universität Neusüdwales in Sydney hat sich auf Photovoltaikzellen spezialisiert, die einfallendes Licht in Elektrizität umwandeln und visuelle Informationen direkt über den Sehnerv an das Gehirn leiten könnten. Die Forschung befindet sich noch in der Anfangsphase, könnte aber einige Krankheiten heilen, wo die Lichtrezeptoren im Zentrum des Auges absterben.

Keine Drähte ins Auge nötig

"Seit Langem wird darüber nachgedacht, dass biomedizinische Implantate in der Netzhaut die geschädigten Fotorezeptoren ersetzen könnten. Eine Möglichkeit besteht darin, mit Elektroden Spannungsimpulse zu erzeugen, die es den Menschen ermöglichen, einen winzigen Punkt zu sehen", sagt der in Australien forschende Udo Römer in einer Aussendung. "Es hat bereits Versuche mit dieser Technologie gegeben. Aber das Problem ist, dass dafür Drähte ins Auge eingeführt werden müssen, was ein kompliziertes Verfahren ist."

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Eine andere Idee ist, dass winzige Solarpaneele im Auge Licht in elektrische Impulse umwandeln, die direkt vom Gehirn genutzt werden können. Römer ist allerdings nicht der erste Forscher, der versucht, das Augenlicht durch Photovoltaiktechnologie wiederherzustellen. Während sich andere Forscher*innen hingegen auf PV-Zellen auf Silizium-Basis konzentrieren, forscht Römer jedoch an Zellen mit Halbleitern aus Galliumarsenid und Gallium-Indium-Phosphid. Diese sind zwar teurer, allerdings effizienter als Silizium-Zellen.

Kleine Zellen, hohe Spannung

"Um Neuronen zu stimulieren, braucht man eine höhere Spannung als die, die man von einer Solarzelle erhält", sagt Römer. "Wenn man sich die Photorezeptoren als Pixel vorstellt, braucht man eigentlich 3 Solarzellen, um genügend Spannung zu erzeugen. Wir versuchen daher, die Solarzellen aufeinanderzustapeln." Mit Silizium wäre diese Methode technisch sehr schwer umsetzbar.

Römer und sein Team müssen erst noch beweisen, dass ihr Konzept funktioniert: "Bisher haben wir im Labor erfolgreich 2 Solarzellen auf einer großen Fläche - etwa 1 cm² - übereinander angeordnet, was zu guten Ergebnissen geführt hat." Im nächsten Schritt müssen diese auf etwa 2 mm²verkleinert werden - mit einzelnen Pixeln, die 5 Hundertstel eines Millimeters groß sind. Eine dritte Zelle in der gleichen Größe darüberzustapeln, sei dann kein Problem mehr.

Weiter Weg

Es ist aber noch ein weiter Weg, bis diese Sensoren in die Netzhaut von Menschen implantiert werden, betont Römer. Außerdem kann es sein, dass die Solarzellen nicht stark genug sind, um mit herkömmlichem Sonnenlicht zu funktionieren. Möglich sei daher auch, eine Art Brille zu tragen, die das Sonnenlicht verstärkt, damit die Neuronen im Auge zuverlässig stimuliert werden können.