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Forschungsinstrument: Das Mini-Hirn auf einem Chip

Das kalifornische Biotech-Unternehmen Tensor Biosciences hat einen Weg gefunden, Teile des lebenden Gehirngewebes wochenlang am Leben zu halten. Mit dem "Gehirn auf einem Chip" sollen Forscher künftig die Wirkung von Substanzen auf das gesamte neurale Netzwerk untersuchen können. Diese Woche will das Unternehmen sein Produkt auf der "Chips-to-Hits"-Konferenz in Philadelphia vorstellen.

Das Mini-Hirn besteht aus einem Glas-Chip, der Zehntausende zusammengeschaltete lebende Gehirnzellen enthält. Die Zellen wurden Ratten oder Mäusen entnommen und in einer Lösung künstlicher Gehirnflüssigkeit aufbewahrt. "Das Verhalten ist das Ergebnis der elektrischen Aktivität von Milliarden Gehirnzellen, die komplex miteinander verbunden sind, und nicht die Aktivität einer isolierten Zelle oder eines einzelnen Rezeptors", erklärte der leitende Entwickler Miro Pastrnak gegenüber der Fachzeitschrift "NewScientist".

Eine Anordnung von 64 Elektroden auf der Chip-Oberfläche überwacht die elektrische Aktivität des Gehirngewebes. Ähnlich wie ein Elektroenzephalogramm (EEG) kann dadurch die Wirkung eines Medikaments auf das Gewebe gezeigt werden. Die Tensor-Elektroden halten einen permanenten Kontakt mit den Zellen aufrecht, ohne diese zu schädigen. Das ist besonders bei der Wiederholung von Experimenten entscheidend, da gewährleistet sein muss, dass die Ergebnisse von derselben Neuronengruppe stammen.

Neurophysiker Peter Fromherz vom Max Planck Institut für Biochemie in Martinsried/Deutschland schätzt, dass der Chip ein wichtiges "Werkzeug" für Arzneimitteltests sein wird. Ein Problem sei nur, dass man über neurale Schaltungen wenig Informationen erhält. 64 Elektroden seien aber ausreichend, um aussagekräftige EEG-Messungen durchzuführen, auch wenn man die elektrische Aktivität eines einzelnen Neurons nicht anzapfen kann, erklärte Fromherz. Tensor hat aber zusätzlich einen Weg gefunden, natürliche EEG-Rhythmen auf dem Chip zu produzieren. Diese Rhythmen bleiben selbst dann bestehen, wenn die innervierenden Substanzen abgewaschen wurden.

Quelle: www.tensorbio.com

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