Ein Forschungsteam der Rheinisch-Westfälisch Technischen Hochschule Aachen (RWTH) ebnet den Weg für neue Ansätze zur Behandlung von Netzhauterkrankungen. Dies soll durch die Nachahmung biologischer Synapsen geschehen. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Advanced Science veröffentlicht.
Ein interdisziplinäres Forschungsteam um Professorin Francesca Santoro und Dr. Valeria Criscuolo (RWTH Aachen und Forschungszentrum Jülich), hat in Zusammenarbeit mit Professor Daniele Leonori (RWTH) und Juniorprofessor Giovanni Maria Piccini (Universität von Modena und Reggio Emilia) eine neue Klasse von sogenannten organischen photoelektrochemischen Transistoren (OPECTs) entwickelt. Diese sind in der Lage, biologische Synapsen mit lichtgesteuerter, reversibler analoger Plastizität nachzuahmen. Die Forschungsergebnisse wurden nun in der Fachzeitschrift Advanced Science veröffentlicht.
Langfristig könnte diese Forschung den Weg für neue Ansätze zur Behandlung von Netzhauterkrankungen – etwa altersbedingten Sehstörungen – ebnen. Bevor die Technologie in die Medizin Einzug hält, müssen die Forschenden sie auf ihre Kompatibilität mit lebendem Gewebe prüfen. Dazu führen die sie In-vitro-Analysen durch und untersuchen unter anderem das Nervengewebe.
Lernen vom Gehirn
Das Gehirn funktioniert durch die Weiterleitung von Signalen zwischen den Nervenzellen und passt sich mit der Zeit an, um zu lernen und sich zu erinnern. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler versuchen, diese Art von Verhalten in elektronischen Geräten nachzubilden, ein Bereich, der als neuromorphe Elektronik bekannt ist. Eine Möglichkeit, dies zu erreichen, ist die Entwicklung von Materialien, die auf ähnliche Weise „lernen“ können wie das Gehirn.
Der Schwerpunkt dieser Forschung liegt auf einem chemisch abstimmbaren Rahmen für die Entwicklung adaptiver organischer Schnittstellen mit potenziellen Anwendungen, die von biohybriden neuronalen Netzen bis hin zu optischen Sensoren und Gehirn-Maschine-Schnittstellen reichen. Die neuromorphe Plattform bietet eine modulare, stromsparende Lösung für die Integration von lichtbasierter Modulation in die weiche Bioelektronik.
Verbindung zu echten Nervenzellen gesucht
Damit die Technologie künftig mit echten Nervenzellen zusammenarbeiten kann, muss diese biokompatibel sein und bei Körpertemperatur funktionieren. Aus diesem Grund wird ein spezieller, mit bestimmten lichtempfindlichen Molekülen modifizierter Kunststoff (PEDOT:PSS) verwendet, der weich und leitfähig ist.
Die Grundlagen für diese Arbeiten wurden im Rahmen des RWTH Seed-Fund-Projekts (Organic opto-electronic synaptic devices for retina-like building blocks, kurz ‚Syn-Retina‘) gelegt, das im Rahmen des Exploratory Research Space der RWTH gefördert und auch vom Eurpäischen Forschungsrat (BRAIN-ACT Grant No. 949478) unterstützt wurde.
Über die Forschungsgruppe
Professorin Francesca Santoro ist seit 2022 Inhaberin des Lehrstuhls Neuroelectronic Interfaces, der mit dem Forschungszentrum Jülich, Institut für Biologische Informationsverarbeitung, Bioelektronik (IBI-3), eingerichtet wurde. Gemeinsam mit Professor Daniele Leonori, Institut für Organische Chemie, und Juniorprofessorin Giovanni Maria Piccini, Institut für Technische und Makromolekulare Chemie, leitet Santoro die Forschungsgruppe.
Prof. Francesca Santoro
Neuroelectronic Interfaces Teaching and Research Area (NEI)
Tel.: 0241 80-26900
santoro@nei.rwth-aachen.de
Quelle: Pressemitteilung der RWTH Aachen, 1. August 2025
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