Neuro­physik

In der Arbeitsgruppe Neurophysik werden hybride Nerv/Chip Systeme für biomedizinische Anwendungen entwickelt und charakterisiert. Dafür werden extrazelluläre Ableitungen von dissoziierten neuronalen Kulturen, von Retina und von kultivierten Hirnschnitten mit hoher räumlicher (16 µm) und zeitlicher (Millisekunden) Auflösung durchgeführt.
Die elektrische und optogenetische Stimulation von neuronalem Gewebe/Retina für die Entwicklung neuartiger Neuroprothesen stellt das zweite Standbein der AG dar.

Dienstleistungen

  • Funktionelle Charakterisierung neuronaler Gewebe mit substrat-integrierten Mikroelektrodenarays / CMOS MEAs
  • Fluoreszenzuntersuchungen mit 2-Photonenmikroskop
  • Nachweis zellulärer Schädigung in neuronalem Gewebe

Techniken, Methoden, Ausstattung

  • Hochauflösende Mikro-Elektroden-Arrays (60, 256 bzw. 4225 Elektroden) (CMOS MEA 5000 / MEA 256 / MultiChannelSystems MCS GmbH)
  • Flexible, transparente, perforierte Elektrodenarrays (FLEX MEAs)
  • Elektrodenarrays für arbiträre Stimulation (CMOS MEA 5000)
  • Stimulatoreinheiten
  • Potentiostat (ParStat 2262) für Ladungsübertragmessung, spezifische Kapazitäten)
  • Laminar FlowBox
  • Vibratom zur Herstellung von Hirnschnitten (Leica VT 1200S)
  • Kulturschränke
  • 2-Photonenmikroskop (TrimScope II, LaVision Biotec)
  • Optogenetische Stimulation (µMatrix System, Rapp Optoelektronik GmbH)

Techniken

  • Analyse neuronaler Signale (Matlab, Python, Spike Sorter für 4225 Elektroden)
  • Elektrostimulation (div. Protokolle und Elektroden)
  • Optogenetische Stimulation (orts- und zeitaufgelöst)
  • Calciumimaging über 2-Photonenmikroskopie
  • Präparation und Physiologie von ex vivo Retinas
  • Schädigungsnachweis über Fluoreszenzmikroskopie
  • Kortikale und hippocampale Hirnschnitte

Kooperationspartner:

  • Industrie: Retina Implant AG, Multi Channel Systems MCS GmbH, Bosch
  • Universitäten: Eberhard Karls Universität Tübingen, TU Berlin, Universität Ulm, TU Dresden