InAuKa - Entwicklung von neuartigen Multikontakt-Floating-Elektroden für die Neurowissenschaft
Kurzfassung:
Seit November 2013 befasst sich das IMSAS zusammen mit Neurowissenschaftlern und Elektrotechnikern der Universit?t Bremen mit der Entwicklung einer kortikalen Sehprothese, die Blinden eines Tages helfen sollen, visuelle Eindrücke zu bekommen.
Durch die Entwicklung, Herstellung und in-vivo Tests innovativer ultradünnen Mikroelektroden-Arrays soll verstanden werden, wie elektrische Signale direkt ins Gehirn eingespeist und dort verarbeitet werden. Ein ma?geblicher Fokus ist die Langzeitstabilit?t der Mikroelektroden-Arrays in w?ssriger Umgebung und eine drahtlose Gewinnung der Daten aus dem Gehirn mit m?glichst hoher ?rtlichen und zeitlichen Aufl?sung.
Projektbeschreibung:
Im menschlichen Gehirn werden Informationen mit der Hilfe von elektrischen Impulsen übertragen. Auf diese Weise werden Seheindrücke von den Augen zu der Sehrinde des Gehirns gesendet. Hieraus entsteht dann die visuelle Wahrnehmung der Umgebung. Ist die Verarbeitung oder das Weiterleiten dieser Signale durch eine Krankheit gest?rt, kommt es für die betroffene Person zu Problemen wie Blindheit oder Taubheit. Dadurch wird die Lebensqualit?t der betroffenen Menschen stark eingeschr?nkt. Eine direkte elektrische Stimulation der Nervenzellen im Gehirn ist aber extrem schwierig. Ein Hauptproblem ist, eine ?natur?hnliche“ elektrische Stimulation durchzuführen, die vom Gehirn ?verstanden“ wird. Die Nervenzellen müssen also die Informationen so aufnehmen, als wenn es ein Signal w?re, das von echten Hirnzellen erzeugt wurde. Eine weitere gro?e Herausforderung liegt darin, ein Implantat zu bauen, das über viele Jahre sicher die Stimulation des Hirns erm?glichen kann.
Im Rahmen der von der Exzellenzinitiative mit 750.000 Euro gef?rderten Creative Unit ?I-See - Das künstliche Auge: Chronische drahtlose Schnittstellen zum visuellen Kortex“ forschen die Professoren Walter Lang (Institut für Mikrosensoren, -aktoren und -systeme), Andreas Kreiter (Institut für Hirnforschung), Steffen Paul (Institut für Theoretische Elektrotechnik und Mikroelektronik) und Manfred Pawelzik (Institut für theoretische Physik) über drei Jahre hinweg zu den Grundlagen von kortikalen Sehprothesen. Ziel ist es, aus einfachen Lichtpunkten, die durch elektrische Stimulation der Sehrinde erzeugt werden, bei Rhesusaffen eine kontrollierte Sehwahrnehmung zu generieren. Neben diesen Experimenten und dafür notwendigen theoretischen Modellen soll auf der technischen Seite ein kabelloser und unter dem Sch?del implantierbarer Stimulator entwickelt werden. Dieser Stimulator wird auch die raum-zeitliche Aktivit?t an der Oberfl?che des Gehirns detailliert messen k?nnen. Diese Information über die neuronale Aktivit?t ist wichtig, um für das Gehirn gut verarbeitbare elektrische Stimulationsmuster zu erzeugen.
Ansprechpartner:
Dr. David Rotermund
Institut für theoretische Physik
Tel: +49 421 218 62003
E-mail: Kontakt
Hompepage der Creative Unit
Partnerinstitute an der Universit?t Bremen:
Institut für Hirnforschung, Prof. Kreiter http://www.neuro.uni-bremen.de/
Institut für Theoretische Elektrotechnik und Mikroelektronik, Prof. Steffen Paul http://www.me.item.uni-bremen.de/
Institut für theoretische Physik, Prof. Manfred Pawelzik http://www.neuro.uni-bremen.de/