Mikro-LED erleuchten das Gehirn

von | 5. Apr 2022 - 12:50 | Technologien

Für die Hirnforschung haben Wissenschaftler in Japan eine winzige, implantierbare Mikro-LED-Folie entwickelt, mit der sich verschiedene Gehirnregionen beleuchten lassen.

Es klingt fast wie Science-Fiction: Die Optogenetik hat die Idee, Nervenzellen im Gehirn per Licht zu beobachten und sogar zu beeinflussen. So kann etwa untersucht werden, wie neuronale Aktivitäten mit einem bestimmten Verhalten oder auch mit Gehirnstörungen zusammenhängen.

Eine der Herausforderungen dieses relativ jungen Forschungsbereiches ist die Belichtung: Nicht alle Hirnregionen lassen sich gleichermaßen gut durch Lichtimpulse erreichen und stimulieren. Bereits bei Versuchstieren wie Mäusen sei das schwierig, schreibt das Ärzteblatt, erst recht beim Menschen mit seinem deutlich größeren Gehirn. Wissenschaftler der Toyohashi University of Technology haben jetzt ein implantierbares Stimulationsgerät mit winzigen LED konstruiert, das hier einen wichtigen Beitrag leisten könnte, wie Physics World berichtet.

Das Forschungsteam um Hiroto Sekiguchi entwickelte eine Methode, um eine Schicht Mikro-LED präzise auf einer ultradünnen, flexiblen und biokompatiblen Folie anzubringen. Die dafür eingesetzten Leuchtdioden sind 80 x 80 Mikrometer klein – ein Mikrometer entspricht einem Millionstel Meter – und innerhalb der Fläche von einem Quadratmillimeter angeordnet. Zum Vergleich: Auch ein durchschnittliches menschliches Haar hat eine Dicke von 80 Mikrometern. Die LED basieren auf dem Halbleitermaterial Indiumgalliumnitrid und können blaues Licht erzeugen.

Anschließende Experimente an einer betäubten Maus hätten die Eignung für optogenetische Anwendungen bestätigt, so die Forschenden. Die Folie sei in der Lage, auf der Hirnoberfläche haften zu bleiben, um von dort aus einzelne oder mehrere Hirnregionen zugleich zu beleuchten. Möglich werde dies durch die Anordnung der Leuchtdioden entlang mehrerer Punkte.

Die Entwicklung flexibler Mikro-LED-Folien könne einen wichtigen Beitrag zur neurowissenschaftlichen Forschung leisten, sagte Sekiguchi gegenüber Physics World. Dafür möchte das Team die Technik nun weiter erforschen und optimieren.

Die Forschungsergebnisse wurden in Applied Physics Express veröffentlicht.

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