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CORDIS - Forschungsergebnisse der EU
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Inhalt archiviert am 2024-05-27

Development of a neuro-semiconductor interface with recombinant sodium channels

Ziel

Hybrid neuro-electronic devices will be the basis for future information technology relying on the plasticity of networks formed by mammalian neurons in culture. Microelectronic implants interfaced with neurons in the nervous tissue will become sophisticated neuro-prostheses able to rescue impairments of the human nervous system. The present project deals with the fundamental aspect of electronic interfacing of micro structured silicon chips to rat neurons in culture. Its focus is the optimisation of electrical coupling in both directions, from excited mammalian neurons to transistors and from stimulation areas on the chip to the cells. This will be achieved with the expression of mutated sodium channels lacking inactivation in the neurons and with the induction of channels accumulation at the neuron-silicon interface. The use of highly integrated CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) chips is envisaged. Hybrid neuro-electronic devices will be the basis for future information technology relying on the plasticity of networks formed by mammalian neurons in culture. Microelectronic implants interfaced with neurons in the nervous tissue will become sophisticated neuro-prostheses able to rescue impairments of the human nervous system. The present project deals with the fundamental aspect of electronic interfacing of micro structured silicon chips to rat neurons in culture. Its focus is the optimisation of electrical coupling in both directions, from excited mammalian neurons to transistors and from stimulation areas on the chip to the cells. This will be achieved with the expression of mutated sodium channels lacking inactivation in the neurons and with the induction of channels accumulation at the neuron-silicon interface. The use of highly integrated CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) chips is envisaged.

OBJECTIVES
Interfacing of micro structured silicon chips to rat neurons in culture. This will be achieved with the expression of mutated sodium channels lacking inactivation in the neurons and with the induction of channels accumulation at the neuron-silicon interface.

DESCRIPTION OF WORK
In order to optimise the electrical coupling between mammalian neurons and silicon chips we will increase the ionic current flowing into the cells during recording and stimulation. At this purpose we will express in the cultured neurons voltage dependent sodium channels whose inactivation has been removed by genetic mutation. In addition we will attempt to accumulate and selectively modulate the sodium channels at the neuron-silicon interface. As a first step we will investigate the biophysics of sodium channels recording and stimulation by silicon chips using cells expressing only the mutated channels. Transfected immortalized cells, as HEK293 cells, or frog oocytes will be employed. On this basis, transfected neurons with optimal channels density and silicon chips will be interfaced. In parallel experiments we will investigate the effect of several extra cellular adhesion molecules on the localisation and modulation of mutated sodium channels. By coating the silicon with the appropriate adhesion molecules we will localise and modulate the channels at the neuron-silicon interface. We will also develop simple chips with reduced noise for improved recording of mammalian neurons and with enhanced capacitance for their stimulation. CMOS chips with thousands of transistors will be used for high-resolution multi-sites recording.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.

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Programm/Programme

Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.

Thema/Themen

Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.

Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.

Daten nicht verfügbar

Finanzierungsplan

Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.

CSC - Cost-sharing contracts

Koordinator

MAX-PLANCK GESELLSCHAFT ZUR FOERDERUNG DER WISSENSCHAFTEN E.V.
EU-Beitrag
Keine Daten
Adresse
HOFGARTENSTRASSE 8
80539 MUENCHEN
Deutschland

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Gesamtkosten

Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.

Keine Daten

Beteiligte (2)

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