Wetenschappers hebben een nieuwe methode, genaamd GraMOS, ontwikkeld die grafeen gebruikt om hersenorganoïden te stimuleren en te laten groeien. Deze techniek, die voortbouwt op het gebruik van grafeen in neuro-implantaten, maakt gebruik van de opto-elektronische eigenschappen van grafeen om licht om te zetten in elektrische signalen. Deze signalen stimuleren de hersenorganoïden, wat hun onderlinge communicatie en ontwikkeling bevordert.
GraMOS integreert grafeen direct in de hersenorganoïden, wat resulteert in snellere neurale groei zonder invasieve ingrepen. Dit is bijzonder waardevol voor het bestuderen van leeftijdsgebonden ziekten. Elena Molokanova, CEO en uitvinder van GraMOS bij NeurANO Bioscience, verklaarde dat de methode de vorming van verbindingen tussen neuronen stimuleert en hun ontwikkeling versnelt, wat een "zachte interactie" creëert die neuronen stuurt naar snellere groei.
De met grafeen geïntegreerde hersenorganoïden worden gevoelig voor externe omstandigheden en kunnen hun neurale netwerken adaptief herconfigureren onder lichtstimulatie. Deze neuroplasticiteit overtreft de mogelijkheden van traditionele computerchips, wat veelbelovend is voor de verbetering van kunstmatige intelligentie (AI) en het oplossen van complexe, niet-standaard taken. In experimenten werd een grafeen-geïntegreerde hersenorganoïde gekoppeld aan een robot met sensoren. Bij contact met een obstakel zendt de robot een signaal uit, wat leidt tot stimulatie van de organoïde. De organoïde genereert vervolgens een neurale respons, waardoor de robot van richting verandert, een cyclus die minder dan 50 milliseconden duurt.
Onderzoekers van de University of California San Diego hebben de methode ontwikkeld, die veilig, niet-genetisch, biocompatibel en niet-invasief is. De resultaten, gepubliceerd in Nature Communications, tonen aan dat GraMOS de ontwikkeling van hersenorganoïden versnelt, wat cruciaal is voor het modelleren van leeftijdsgebonden aandoeningen zoals de ziekte van Alzheimer. De technologie biedt ook mogelijkheden voor neuro-biohybride systemen, waarbij levend neuraal weefsel en robots samenwerken voor geavanceerde protheses, adaptieve interfaces of nieuwe vormen van computergebruik.