Forscher züchten Elektroden in Lebewesen: Was bedeutet das für Menschen?

Wissenschaftlern ist es erstmal gelungen, Elektroden im Gewebe von Lebewesen wachsen zu lassen. Verschwimmen die Grenzen zwischen Mensch und Maschine?

Was Forscher der Universitäten Linköping, Lund und Göteborg nun schafften, klingt wie aus einem Science-Fiction-Roman: Ihnen ist es gelungen, Elektroden in lebendem Gewebe zu züchten. Das Ergebnis dieses unglaublichen Versuches veröffentlichten die Wissenschaftler der schwedischen Hochschulen im Fachblatt "Science".

Professor Magnus Berggren vom Labor für Organische Elektronik (LOE) an der Universität Linköping, erklärt in dem Beitrag: "Mehrere Jahrzehnte haben wir versucht, Elektronik zu entwickeln, die die Biologie nachahmt. Jetzt lassen wir die Biologie die Elektronik für uns erschaffen."

Die Erkenntnisse der Forscherinnen und Forscher ebnen den Weg für vollständig integrierte elektronische Schaltkreise in lebenden Organismen – also auch bei Menschen. Aber wofür soll so etwas eigentlich gut sein?

Mithilfe von Bioelektronik könnten neurologische Erkrankungen bekämpft werden

Dank der Verbindung von Elektronik und biologischem Gewebe können Wissenschaftler komplexe biologische Funktionen verstehen. So können Krankheiten im Gehirn – also vorrangig neurologische Erkrankungen – besser erforscht und bekämpft werden.

Die konventionelle Bioelektronik, die parallel zur Halbleiterindustrie entwickelt wurde, hat jedoch eine feste und statische Struktur, die sich nur schwer oder gar nicht mit lebenden biologischen Signalsystemen kombinieren lässt.

Deswegen haben die schwedischen Wissenschaftler nun eine Methode entwickelt, um elektronisch leitfähige Materialien in lebendem Gewebe herzustellen. Durch Injektion eines Gels, das Enzyme als "Montagemoleküle" enthält, konnten die Forscher Elektroden im Herzen und in der Schwanzflosse von Zebrafischen und rund um das Nervengewebe von medizinischen Blutegeln wachsen lassen. Die Tiere erlitten dabei keinen Schaden.

Xenofon Strakosas, einer der Hauptautoren der Studie, erklärt: "Der Kontakt mit körpereigenen Substanzen verändert die Struktur des Gels und macht es elektrisch leitfähig, was es vor der Injektion nicht ist. Je nach Gewebe können wir auch die Zusammensetzung des Gels anpassen, um den elektrischen Prozess in Gang zu setzen."

Ihre Studie ebnet den Weg für ein neues Paradigma in der Bioelektronik. Mussten bisher physische Objekte implantiert werden, um elektronische Prozesse im Körper in Gang zu setzen, genügt in Zukunft die Injektion eines zähflüssigen Gels.