Medizin: Neuroprothesen
Das menschliche Nervensystem ist ein komplexes Netzwerk vieler einzelner Nervenzellen, auch Neuronen genannt. Die Weiterleitung von Informationen erfolgt dabei durch elektrische Impulse im mV-Bereich. Die Schnittstelle zweier Neuronen, die Synapse, ist in den allermeisten Fällen eine Unterbrechung des elektrischen Signals, denn das Aktionspotential der Zelle wird hier durch einen chemischen Vorgang an die nächste Zelle weitergegeben.
Bei vielen Nervenkrankheiten (Tremor, Parkinson, Multiple Sklerose, Dystonie, Epilepsie uvm.) versucht man in der modernen Medizin, ganze Nervengebiete im Hirn zu beeinflussen (die sogenannte Tiefe Hirnstimulation), um die Krankheit unter Kontrolle zu bringen. Bei modernen Prothesen versucht man, eine Schnittstelle zwischen dem menschlichen Nervensystem und den elektrischen Schaltkreise der Prothese herzustellen, sodass der Patient sein künstliches Glied mit seinen Gedanken (also neuronalen Impulsen) steuern kann. Bei diesen beiden Methoden stellt die reibungslose Verknüpfung der Elektroden zu den Nerven die größte aller Hürden dar.
Auch hier bringt die Nanotechnologie mit innovativen Beschichtungen neue Hoffnung. Wissenschaftlern gelingt es durch mit Nanopartikeln überzogene Elektroden immer besser, Nervenzellen kontrolliert anwachsen zu lassen und Neuronen in elektrische Schaltkreise einzubinden. Künftig wird es dadurch möglich, amputierte Gliedmaßen (besonders an Armen und Händen) zu ersetzen und gleichzeitig die komplette Steuerung der Prothese aufrecht zu erhalten, indem die verbliebenen Nervenenden direkt mit der Prothese verknüpft werden. Es wird auch bereits daran gearbeitet, mit präzisen Sensoren dem Patienten wieder ein Gefühl für Temperatur und Berührung in der Prothese zu geben.
