Aufnahme von Hirnsignalen mit extrem miniaturisierten elektronischen Systemen zur Untersuchung von lokalen neuronalen Vernetzungen

Viele neurologische Krankheiten des Menschen, wie z.B. die juvenile Epilepsie, entwickeln sich in der Wachstumsphase des Gehirns. Die Ursachen dieser Krankheiten und deren Behandlungsmöglichkeiten werden in der neurowissenschaftlichen Forschung anhand von genetisch veränderten Mäusen untersucht.

Die Hirnsignale der Tiere werden gemessen und analysiert, um z.B. die Schwere einer Erkrankung oder den Einfluss einer Behandlung zu ermitteln. Von besonderem Interesse sind chronische Messungen an heranwachsenden Mäusen unter natürlichen Lebensbedingungen. Diese Messungen sind nach dem aktuellen Stand der Technik nicht möglich.

Für Messungen an neugeborenen Mäusen im Alter von 8 bis 14 Tagen (3-5 cm, 4-7 g) wurde deshalb ein implantierbares System entwickelt, das diese Beschränkungen überwindet. Hierfür wurde ein neuartiger integrierter Schaltkreis in 130nm-CMOS-Technologie, ein Implantat und ein neuronales Aufnahmesystem entwickelt. Die Funktionalität des integrierten Schaltkreises und die Eignung des Implantats wurden in In-Vivo-Experimenten nachgewiesen.