Stellen Sie sich eine bionische Hand vor, die direkt mit dem Nervensystem verbunden ist: Das Gehirn steuert seine Bewegungen, und der Träger spürt Druck und Hitze mit einem mechanischen Glied. Wir werden übrigens gewarnt, dass solche Fantasien mit der Entwicklung photonischer Sensoren bald Realität werden.
Bestehende neuronale Schnittstellen basieren auf Elektronik und Metallkomponenten, die der Körper abstoßen kann. Daher entwickeln Mark Christensen von der Southern Methodist University in Dallas (USA) und seine Kollegen Sensoren aus optischen Fasern und Polymeren, die weniger wahrscheinlich eine Immunantwort auslösen und zudem keiner Korrosion unterliegen.
Die Sensoren befinden sich im Prototypenstadium und sind bisher leider zu groß, um in den Körper implantiert zu werden.
Die Sensoren sind Polymerkugeln. Jede Kugel ist mit einem Lichtwellenleiter ausgestattet, der einen Lichtstrahl aussendet. Es fließt auf raffinierte Weise im Inneren des Wandlers, was zu Ehren des gleichnamigen Raums in der Londoner St. Paul's Cathedral "Whispering Gallery Mode" (Whispering Gallery Mode) genannt wird, wo sich der Schall weiter als üblich ausbreitet, weil er ist von einer konkaven Wand reflektiert.
Die Idee des Geräts ist folgende: Das mit dem Nervenimpuls verbundene elektrische Feld beeinflusst die Form der Kugel, was wiederum die Resonanz des Lichts auf der inneren Hülle ändert, dh der Nerv wird tatsächlich Teil von die photonische Schaltung. Die Resonanzänderung des sich durch die Glasfaser ausbreitenden Lichts signalisiert dem Manipulator, dass das Gehirn beispielsweise einen Finger bewegen möchte. Feedback wird der Infrarotstrahlung zugeordnet, die direkt auf den Nerv einwirkt. Das Licht wird von einem Reflektor gelenkt, der sich am Ende der Faser befindet.
Theoretisch wird das Gerät nicht nur für Menschen mit Gliedmaßen, sondern auch für Patienten mit Rückenmarksläsionen nützlich sein: Sensoren und Glasfasern helfen, den inoperativen Bereich zu umgehen. Bevor Sie die Sensoren implantieren, müssen Sie jedoch herausfinden, wo sich die notwendigen Nervenenden befinden: Der Chirurg schlägt dem Patienten beispielsweise vor, den fehlenden Arm anzuheben.
Einen praktikablen Prototyp wollen die Wissenschaftler in den nächsten Jahren am Beispiel einer Katze oder eines Hundes demonstrieren. Aber zuerst muss die Größe des Sensors von einigen hundert auf 50 Mikrometer reduziert werden. Das 5,6 Millionen Dollar teure Projekt wird von der Advanced Research Projects Agency (DARPA) des US-Verteidigungsministeriums finanziert.
