KI-gestützte Chips revolutionieren die neuronale Kartierung

MÜNCHEN (IT BOLTWISE) – Die Erforschung der neuronalen Netzwerke des Gehirns hat einen bedeutenden Fortschritt gemacht, indem Forscher eine neue Technologie entwickelt haben, die es ermöglicht, über 70.000 synaptische Verbindungen in Rattenneuronen zu kartieren. Diese Entwicklung könnte die Art und Weise, wie wir das Gehirn verstehen und behandeln, grundlegend verändern.

Die Erforschung der neuronalen Netzwerke des Gehirns hat einen bedeutenden Fortschritt gemacht, indem Forscher eine neue Technologie entwickelt haben, die es ermöglicht, über 70.000 synaptische Verbindungen in Rattenneuronen zu kartieren. Diese Entwicklung könnte die Art und Weise, wie wir das Gehirn verstehen und behandeln, grundlegend verändern. Ein Team von Wissenschaftlern an der Harvard University hat einen Siliziumchip mit 4.096 Mikroloch-Elektroden entwickelt, der eine hochsensible intrazelluläre Aufzeichnung von Tausenden von Neuronen gleichzeitig ermöglicht.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Methoden wie der Elektronenmikroskopie, die nur synaptische Verbindungen visualisieren, misst diese neue Technologie auch die Stärke der Verbindungen. Dies bietet tiefere Einblicke in die Funktionsweise von Gehirnnetzwerken. Der Chip ahmt Patch-Clamp-Elektroden nach, jedoch in einem massiven Maßstab, und ermöglicht so eine detaillierte Analyse der neuronalen Kommunikation.

Die Forscher, unter der Leitung von Donhee Ham, haben mit dieser Technologie über 70.000 synaptische Verbindungen von etwa 2.000 Neuronen kartiert. Dies ist ein erheblicher Fortschritt im Vergleich zu früheren Methoden, die nur etwa 300 Verbindungen erfassen konnten. Die verbesserte Aufnahmeempfindlichkeit ermöglichte es, die Qualität der Daten zu verbessern und jede synaptische Verbindung nach ihren Eigenschaften und Stärken zu kategorisieren.

Diese Technologie könnte die neuronale Kartierung revolutionieren und ein leistungsstarkes Werkzeug für das Studium der Gehirnfunktion und -krankheiten bieten. Die Forscher arbeiten nun daran, dieses System in lebenden Gehirnen anzuwenden, um die neuronale Kommunikation in Echtzeit besser zu verstehen. Die Möglichkeit, synaptische Verbindungen in Echtzeit zu kartieren, könnte neue Einblicke in die Funktionsweise des Gehirns und die Entwicklung von Behandlungen für neurologische Erkrankungen bieten.

Die Entwicklung dieser Technologie wurde durch die Unterstützung des Samsung Advanced Institute of Technology von Samsung Electronics möglich gemacht. Die Forschungsergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Nature Biomedical Engineering veröffentlicht und markieren einen wichtigen Schritt in der neuronalen Forschung. Die Forscher hoffen, dass diese Technologie in Zukunft auch in der klinischen Praxis Anwendung finden wird, um die Diagnose und Behandlung von Gehirnerkrankungen zu verbessern.

Die Möglichkeit, synaptische Verbindungen in Echtzeit zu kartieren, könnte neue Einblicke in die Funktionsweise des Gehirns und die Entwicklung von Behandlungen für neurologische Erkrankungen bieten. Die Forscher arbeiten daran, die Technologie weiter zu verbessern und ihre Anwendung auf lebende Gehirne auszudehnen. Dies könnte zu einem besseren Verständnis der neuronalen Kommunikation und der Entwicklung neuer therapeutischer Ansätze führen.

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