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Erde|Umwelt Gesundheit|Medizin

Platine mit Hirn

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Elektrische Schaltelemente aus Nervenzellen können zu einer schnelleren und zuverlässigeren Informationsweiterleitung verhelfen.
Israelische Forscher haben aus Gehirnzellen ein elektrisches Bauelement nachgebaut. Durch das Zusammenschalten der Neuronen zu einem sogenannten UND-Gatter können die Zellen elektrische Informationen sehr viel schneller und zuverlässiger transportieren, haben Elisha Moses vom Weizmann-Institut in Rehovot und seine Kollegen herausgefunden. Ein UND-Gatter schaltet ein elektrisches Signal nur dann durch, wenn an beiden Eingängen ein Signal anliegt. Mit diesen biologischen Nachbauten solcher Gatter, die sich auf jeder Computerplatine befinden, könnten bessere Verbindungselemente von menschlichen Nervenzellen mit technischen Geräten entwickelt werden.

Die Forscher präparierten eine Glasplatte, auf der Nervenzellen nur in der Form eines “U” wachsen konnten. Die Verbindung der beiden Schenkel des rund einen Millimeter großen “U”s mit dem Boden machten sie besonders dünn: Hier konnten sich die Nerven nicht ausbreiten, sondern nur ihre Axon genannten Fortsätze in das Nachbargebiet schieben. Über diese Axone transportieren Nervenzellen ihre Impulse. Mit der Breite der Verbindung konnten die Forscher die Zahl der Axone einstellen, so dass die Nervenzellen im “U”-Boden nur genau dann angeregt wurden und technisch den Zustand “1” einnahmen, wenn die Zellen in den Schenkeln ebenfalls auf “1” standen. Dies entspricht einem UND-Gatter in der Mikroelektronik.

Das Schalten des aus vielen Nervenzellen bestehenden UND-Gatters war den Forschern zufolge doppelt so schnell und zuverlässig wie mit einzelnen Nerven. Dieses kollektive Phänomen zeigt auch das Gehirn, erläutert Elisha Moses: Im Verbund agieren die Nerven schneller und flexibler als Solisten. Die Forscher wollen sich dies zunutze machen, um zwischen Nervenzellen und Maschinen Informationen zuverlässiger zu übertragen.

New Scientist, Onlinedienst Originalarbeit der Forscher: Elisha Moses (Weizmann Institute of Science, Rehovot) et al.: Nature Physics, DOI: 10.1038/nphys1099 ddp/wissenschaft.de ? Martin Schäfer
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