IMEC ontwikkelt revolutionaire microchip voor hersenonderzoek

IMEC heeft een unieke microchip ontwikkeld die kan gebruikt worden voor vernieuwend en diepgaand hersenonderzoek. Op de oppervlakte van IMEC’s revolutionaire chip staan microscopische nageltjes die contactpuntjes zijn voor hersencellen die op de chip aangebracht worden. De hersencellen groeien volledig rondom de nageltjes en eten de nageltjes als het ware op. Zo’n heel intiem contact tussen de chip en de hersencellen maakt het mogelijk om signalen die de cellen uitsturen heel precies uit te lezen. Zo kunnen we inzicht krijgen in het gedrag en de communicatiemechanismen van de cellen.

Over de werking van onze hersenen weten we nog maar heel weinig. Van waar komen onze emoties? Hoe bouwen we herinneringen op? Of waar ligt de oorzaak van hersenziektes als Alzheimer of Parkinson? Er zijn nog heel wat processen in onze hersenen waar we geen inzicht in hebben. Neuronen zijn zeer plastische cellen, die constant nieuwe verbindingen maken en andere verbindingen afbreken of herleggen. Maar hoe doen ze dat? En wat zijn de gevolgen daarvan voor leren en ontwikkeling?

Niet giftig 

Elektronische componenten worden steeds kleiner en chips en cellen groeien daardoor in grootte steeds meer naar elkaar toe. Gevolg is dat we tegenwoordig individuele verbindingen kunnen maken tussen chips en cellen. Maar elektronische componenten zijn opgebouwd uit materialen die vaak giftig zijn voor cellen. IMEC’s nieuwe microchip is dat niet. De nageltjes op de oppervlakte van de chip zijn zo gevormd en behandeld dat cellen er zelfs omheen groeien, door een proces dat fagocytose wordt genoemd. Door het intieme contact dat zo ontstaat, kunnen de cellen en de chip met elkaar gaan communiceren. Dat brengt een enorm gamma aan mogelijkheden voor nieuw diepgaand hersenonderzoek met zich mee.

Wolfgang Eberle, Project Manager Bio-elektronische systemen: "We kunnen de signalen waarmee de hersencellen communiceren opnemen en interpreteren, en we kunnen hersencellen stimuleren en kijken wat er gebeurt. Met in vitro experimenten kunnen we de werking van onze hersenen ontrafelen. En op lange termijn kunnen we die kennis dan gebruiken om diagnose van hersenziektes te stellen. We kunnen zelfs therapieën gaan ontwikkelen, bijvoorbeeld door hersencellen te stimuleren, of door nieuwe bruggen te bouwen tussen cellen en zo de communicatie te herstellen wanneer die verloren is gegaan na een herseninfarct."

IMEC’s micronagel-chip zal een uniek onderzoeksplatform vormen voor NERF, het nieuwe onderzoeksinitiatief dat IMEC, VIB en K.U.Leuven lanceren, met de steun van de Vlaamse Overheid, om internationaal toptalent aan te trekken voor baanbrekend hersenonderzoek.

Over NERF

Het Neuro-Electronics Research Flanders of NERF is een uniek onderzoeksinitiatief van IMEC, VIB en K.U.Leuven dat topwetenschappers samenbrengt om de werking van het brein te ontrafelen. NERF zal gehuisvest worden op de IMEC-campus in Leuven. Daar kunnen de multidisciplinaire onderzoeksteams werken in een nieuw 1000 m2 neuro-elektronica lab met toegang tot ultramoderne clean rooms. Tegen 2014 hoopt NERF 50 internationale toponderzoekers aan het werk te hebben. De eerste onderzoekers worden tegen eind dit jaar aangeworven. Er zijn kandidaten van over de ganse wereld. De NERF-wetenschappers zullen nauw samenwerken met onderzoekers van IMEC, VIB en K.U.Leuven.

NERF krijgt de steun van de Vlaamse overheid, 3 miljoen euro voor de eerste drie jaar. De rest van de werkingsmiddelen komt van de oprichters van het onderzoeksinstituut.