Mikroskop unter Schädeldecke soll Hirnforschung antreiben

Die Bastelstube des US-Verteidigungsministeriums, die DARPA, hat nicht immer nur futuristische Waffensysteme im Visier seiner Forschungstätigkeiten. Im Rahmen des "Neural Engineering Systems Design"-Programmes, an dem mehrere US-Universitäten teilnehmen, soll eine Verbindung zwischen Technik und Nervenzellen geschaffen werden. Eines der fernen Ziele, das damit erreicht werden soll, ist etwa die Wiederherstellung von beschädigten Sinnen, etwa Seh- oder Hörvermögen. Eine der Grundlagen dafür ist ein besseres Verständnis der Vorgänge im Hirn. Eine Entwicklung der Rice University (in Houston, Texas) soll dabei helfen: Ein ultraflaches Mikroskop, das unter der Schädeldecke, direkt auf dem Hirn aufsitzt.

Dieses ultraflache Mikroskop trägt den Namen FlatScope. Dieses kann die Tätigkeiten von Nervenzellen bis in eine Gewebe-Tiefe von 500 Mikrometer beobachten. Voraussetzung ist die vorhergehende Modifikation der Neuronen. Spezielle Proteine sorgen dabei dafür, dass die Neuronen durch Biolumineszenz Licht erzeugen, wenn sie aktiviert werden. Das Lichtspiel der Nervenzellen wird von FlatScope registriert und übertragen. Aus FlatScope soll in weiterer Folge eine Schnittstelle werden, bei der Signale auch auf umgekehrtem Weg von einem technischen Bauteil zu Nervenzellen übertragen werden.

Geräte, die ein ähnliches Konzept verfolgen, gibt es bereits. Ihre Kapazität liegt allerdings weit unterhalb jener des Gerätes, das die Forscher im Rahmen des NESD-Programmes entwickeln wollen. Dieses soll hunderttausende bis Millionen von Nervenzellen gleichzeitig beeinflussen können. Das FlatScope-Projekt alleine erhält vier Millionen Dollar von der DARPA. Das gesamte NESD-Programm wird mit 65 Millionen Dollar gefördert.