Nanotechnologien für die neurowissenschaftliche Forschung
Neuroengineering, ein aufstrebender Forschungszweig innerhalb der Neurowissenschaften, befasst sich mit Reparatur, Ersatz und Wiederherstellung von geschädigtem Nervengewebe. Aufgrund der komplexen Anatomie und Physiologie des zentralen Nervensystems (ZNS) sind allerdings noch mehrere Hürden zu nehmen, um Schäden am ZNS-Gewebe beheben und innovative Gehirn-Maschine-Schnittstellen entwickeln zu können. Nanomaterialien aus Kohlenstoff sind optimale Materialien, um Informationen über Hirnaktivitäten zu liefern und schließlich den Weg für eine neue Generation nanomedizinischer und neuroprothetischer Anwendungen frei zu machen. In diesem Sinne untersuchte das EU-finanzierte Projekt INCA-NANEP (Interfacing carbon-based nanomaterials to neurons: Toward new horizons in cellular neuroprosthetics) die Schnittstelle zwischen Kohlenstoffnanomaterialien und Neuronen, mit Schwerpunkt auf neuroprothetischen Materialien zur Regeneration von Nerven und Analysen der kognitiven Funktion. Die Projektpartner ermittelten, welche Eigenschaften Kohlenstoffnanomaterialien für die jeweiligen biologischen Funktionen haben müssen. Sie demonstrierten ihre Biokompatibilität und untersuchten mit elektrophysiologischen Methoden Möglichkeiten der Verknüpfung mit neuronalen Netzen. Zwei Forschungsbeiträge wurden hierzu bereits in renommierten Fachzeitschriften veröffentlicht, und weitere sind in Vorbereitung. Außerdem wurden die Projektergebnisse auf sieben internationalen Konferenzen und Tagungen vorgestellt und mehrere Kooperationen gegründet, um über Forschungsvorschläge Fördermittel unter dem Programm Horizont 2020 einzuwerben. INCA-NANEP erweiterte den Wissensstand zu Nanotechnologien und möglichen Anwendungen in den Neurowissenschaften, um den Weg für die nächste Generation von Instrumenten, regenerativen Implantaten und intelligenter Elektronik für die tiefe Hirnstimulation zu ebnen.
Schlüsselbegriffe
Nanotechnologie, Neurowissenschaften, Gehirn, Kohlenstoffnanomaterialien, INCA-NANEP