De Six Million Dollar Man van de televisie voorzag een toekomst waarin mens en machine één zouden worden. Nieuw onderzoek aan de Universiteit van Tel Aviv maakt deze futuristische "visie" van bionica werkelijkheid.

Prof. Yael Hanein van de School of Electrical Engineering van de Universiteit van Tel Aviv heeft fundamenteel onderzoek gedaan dat blinde ogen kan zien, het samenvoegen van retinale zenuwen met elektroden om celgroei te stimuleren. Succesvol tot nu toe in diermodellen, dit onderzoek kan ooit de basis leggen voor retinale implantaten bij mensen.

Maar dat is een eind weg, ze zegt. Tot dan, haar half mens, halfmachine-uitvinding kan worden gebruikt door medicijnontwikkelaars die nieuwe verbindingen of formuleringen onderzoeken om gevoelige zenuwweefsels in de hersenen te behandelen. De onderzoeksgroep van prof. Hanein publiceerde onlangs zijn werk in het tijdschrift Nanotechnologie .

Het idee implanteren

"We werken eraan om door de mens gemaakte technologie te koppelen aan neuronen, " zegt prof. Hanein. "Het kan nuttig zijn in in vitro en in in vivo toepassingen, en geeft inzicht in hoe neuronen werken, zodat we betere apparaten en medicijnen kunnen bouwen, " ze zegt.

Ze heeft een spaghetti-achtige massa van nano-sized (een miljoenste van een millimeter) koolstofbuizen ontwikkeld, en met behulp van een elektrische stroom is het gelukt om levende neuronen uit de hersenen van ratten over te halen om op deze door de mens gemaakte structuur te groeien. De groei van levende cellen op het nanosubstraat is een zeer ingewikkeld proces, ze zegt, maar ze hechten goed aan de structuur, versmelting met de synthetische elektrische en fysieke interface. Met behulp van de nieuwe technologie ontwikkeld in het laboratorium van Prof. Hanein, haar afgestudeerde student Mark Shein heeft geobserveerd hoe neuronen communiceren en samenwerken.

"We proberen heel fundamentele vragen in de wetenschap te beantwoorden, Prof. Hanein legt uit. "Neuronen migreren en verzamelen zichzelf, en met behulp van benaderingen die we hebben ontwikkeld, we kunnen nu 'luisteren' naar de manier waarop de neuronen vuren en met elkaar communiceren door middel van elektrische impulsen. Door naar neuronen te luisteren die 'praten' kunnen we de meest fundamentele vragen beantwoorden over hoe groepen zenuwen samenwerken. Als we functionele neuronale netwerken in het lab kunnen onderzoeken, we kunnen bestuderen wat niet kan worden gezien of gehoord in de volledige hersenen, waar er te veel signalen op één plek zijn."

Oproep Steve Austin

Een toepassing van het onderzoek van prof. Hanein is een nieuwe benadering om mensen met retinale degeneratieziekten te helpen. Er zijn verschillende netvliesaandoeningen die ongeneeslijk zijn, zoals retinitis pigmentosa, en sommige onderzoekers onderzoeken een prothetisch apparaat dat de beschadigde cellen zou kunnen vervangen.

"Neuronen leggen graag goede verbindingen met onze speciale nanotechnologie, en we onderzoeken nu toepassingen voor netvliesimplantaten, " zegt prof. Hanein. "Ons netvliesimplantaat probeert de activiteit op plaatsen van de beschadigde cellen te vervangen, en in het geval van netvliesaandoeningen, de beschadigde fotoreceptoren."

De belangrijkste doorbraak van het team is het creëren van deze door de mens gemaakte levende "apparaten" op een flexibel nanomateriaal dat geschikt is voor het kleine gebied in het oog waar nieuwe neuronverbindingsgroei nodig zou zijn. Dit is de eerste stap in een lang klinisch proces dat kan leiden tot een beter zicht ― en misschien, op een dag, een echte man van zes miljoen dollar.