Nanoröhrchen verbinden Nervenzellen mit Elektronik

Nanoröhrchen können Nervenzellen erfolgreich mit elektronischen Schaltkreisen verbinden, berichten US-Forscher. Diese Schnittstelle zwischen Biologie und Technik könnte direkt zu künstlichen Nervenzellen führen, die eines Tages starke Schmerzen lindern helfen, Gelähmten wieder zur Muskelbewegung oder Amputierte zu besserer Kontrolle ihrer Prothesen bringen dürften.

Ann Arbor (USA ) - 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, schreibt das Team um Nicholas Kotov von der University of Michigan im Fachblatt "Advanced Materials". Die Forscher hatten aus einwandigen Kohlenstoff-Nanoröhrchen (SWNT = single-walled nanotubes) dünne, elektrisch leitende Schichten aufgebaut. Die Nanoröhrchen messen nur wenige Nanometer im Durchmesser und einige Mikrometer in der Länge -- im Prinzip handelt es sich um winzige aufgerollte Kohlenstoffblättchen. Auf ihren Schichten ließen Kotov und 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, rund ein Milliardstel eines Ampères. In dieser Größenordnung wirkt die Spannung anregend, ohne die Zellen zu schädigen, so Kotov. Entsprechend eigne sich eine Anwendungen nach diesem Prinzip etwa für die Schmerzkontrolle, indem sie die Aktivität der Schmerzen meldenden Zellen dämpft. Ebenso könnten sich aber auch die motorischen 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 und Entwicklung, bis solche Anwendungen zum praktischen Einsatz kommen.