News : Infineon stellt Bio-Neuro-Chip vor

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In Zusammenarbeit mit dem Max-Planck-Institut in München haben Wissenschaftler von Infineon-Technologies den weltweit ersten Neuro-Chip hergestellt. Der Chip ermöglicht die direkte Kommunikation mit lebenden Nervenzellen und eröffnet neue Einblicke für Neurowissenschaftler.

Der „Neuro-Chip“ nimmt elektrische Signale von lebenden Nervenzellen und Zellverbänden auf, verarbeitet sie und gibt sie an ein Computersystem weiter. So eröffnet der Neuro-Chip Forschern neue Einblicke in die biologische Funktion von Nervenzellen, von biologischen neuronalen Netzen und Hirngewebe. In der zellgestützten Medikamentenentwicklung werden effiziente Tests zur Wirkung von Medikamenten auf lebende Zellen machbar. Die ersten praktischen Messungen mit dem Neuro-Chip wurden erfolgreich am Max- Planck-Institut für Biochemie in Martinsried bei München, Infineon's Projektpartner und einem der weltweit führenden Institute im Bereich der Biowissenschaften, durchgeführt.

Der in Infineons Forschungsabteilung entwickelte Neuro-Chip integriert auf einer Fläche von nur einem Quadratmillimeter 128 mal 128 Sensoren. Unter jedem Sensor sind hochempfindliche elektronische Schaltungen integriert, mit denen die extrem schwachen elektrischen Signale der Nervenzellen verstärkt und aufbereitet werden. Die zu untersuchenden Nervenzellen werden direkt auf dem Sensorfeld am Leben gehalten und können dort wieder zu neuronalen Netzen zusammenwachsen. Im Gegensatz zu klassischen Methoden werden die Zellen durch die Messungen nicht verletzt. Die störungsfreie Beobachtung von Nervengewebe über einen Zeitraum von mehreren Wochen bietet Neurobiologen kontinuierlichen Einblick in die Funktionsweise von Lernvorgängen und Abläufen im Gedächtnis.

Professor Dr. Peter Fromherz, Direktor am Max-Planck-Institut für Biochemie in Martinsried, kommentiert aus Sicht der Bio-Physiker:

„Hier geht ein Traum in Erfüllung, dass unsere langjährige Grundlagenforschung über hybride Neuron-Halbleiter-Systeme nun in einen High-Tech-Chip einmündet. Die Entwicklung des Infineon-Teams auf der Basis modernster Mikroelektronik eröffnet Möglichkeiten für bislang ungeahnte Anwendungen in Biomedizin, Biotechnologie und Hirnforschung.“

Einzelne Zellen sind in die Nährlösung direkt auf dem Sensorfeld des Neuro-Chip platziert und bilden dort neuronale Netzwerke.
Einzelne Zellen sind in die Nährlösung direkt auf dem Sensorfeld des Neuro-Chip platziert und bilden dort neuronale Netzwerke.
Nervenzellen werden auf dem Sensorfeld des Neuro-Chip in der Nährlösung platziert.
Nervenzellen werden auf dem Sensorfeld des Neuro-Chip in der Nährlösung platziert.
Der "Neuro-Chip" nimmt elektrische Signale von lebenden Nervenzellen und Zellverbänden auf und gibt sie an ein Computersystem weiter.
Der "Neuro-Chip" nimmt elektrische Signale von lebenden Nervenzellen und Zellverbänden auf und gibt sie an ein Computersystem weiter.
Mit 16.384  Sensoren auf nur einem Quadratmillimeter  wird jeder dieser "Neuro-Chips" die elektrischen Signale von Nervenzellen aufnehmen.
Mit 16.384 Sensoren auf nur einem Quadratmillimeter wird jeder dieser "Neuro-Chips" die elektrischen Signale von Nervenzellen aufnehmen.
Der "Neuro-Chip" von Infineon Technologies stellt direkten Kontakt zu einer lebenden Nervenzelle her.
Der "Neuro-Chip" von Infineon Technologies stellt direkten Kontakt zu einer lebenden Nervenzelle her.
Der Blick durch das Mikropskop zeigt das Sensorfeld des Neuro-Chip mit seinen  rund 16.400 Sensoren auf einem Quadratmillimeter.
Der Blick durch das Mikropskop zeigt das Sensorfeld des Neuro-Chip mit seinen rund 16.400 Sensoren auf einem Quadratmillimeter.