Ärzte Zeitung, 06.12.2006

Nanoröhrchen verbinden Neuronen mit Elektronik

Vorläuferzellen entwickeln sich zu verzweigten Nervenzellen / Schwacher Strom wirkt auf die Zellen exzitatorisch

ANN ARBOR (wsa). Nanoröhrchen können offenbar Nervenzellen erfolgreich mit elektronischen Schaltkreisen verbinden, berichten US-Forscher. Diese Schnittstelle zwischen Biologie und Technik könnte eines Tages direkt zur Entwicklung künstlicher Neuronen führen.

Solche Nervenzellen könnten eines Tages helfen, Schmerzen zu lindern, Gelähmten wieder zur Muskelbewegung oder Amputierte zu besserer Kontrolle ihrer Prothesen bringen. Allerdings, so die Forscher, sei bis zu einer tatsächlichen praktischen Anwendung in der Medizin noch sehr viel mehr Forschung vonnöten. Auch zur Herzmuskelanregung könnte sich die neue Entwicklung eignen, berichtete das Team um Dr. Nicholas Kotov von der University of Michigan (Advanced Materials-Online).

    Technik könnte helfen, starke Schmerzen zu lindern.
   

Die Forscher hatten aus einwandigen Kohlenstoff-Nanoröhrchen (SWNT, single-walled nanotubes) dünne, elektrisch leitende Schichten aufgebaut. Die Röhrchen haben einen Durchmesser von nur wenigen Nanometern und sind einige Mikrometer lang. Im Prinzip handelt es sich um winzige aufgerollte Kohlenstoffblättchen.

Auf ihren Schichten ließen Kotov und seine Kollegen Vorläuferzellen von Neuronen wachsen, die sich tatsächlich erfolgreich zu stark verzweigten Nervenzellen entwickelten. Dann legten sie parallel zur Kohlenstoffschicht eine Spannung an und maßen dabei den elektrischen Effekt auf die Zellen.

Tatsächlich floß ein kleiner Teil des Stroms vom Kohlenstoff in die Nervenzellen, etwa ein Milliardstel eines Ampères. In dieser Größenordnung wirkt die Spannung exzitatorisch, ohne die Zellen zu schädigen. Eine Anwendungen nach diesem Prinzip eigne sich etwa für die Schmerzkontrolle, indem sie die Aktivität der Schmerzen meldenden Zellen dämpft.

Ebenso könnten sich aber auch motorische Nervenzellen anregen lassen, die die Muskelkontraktion kontrollieren - ob bei Herzmuskel, Armmuskel oder bei den künstlichen Muskeln einer Prothese. Die Forscher erwarten aber noch viel Forschung vor einer möglichen praktischen Anwendung.

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