Neue Gehirn-Bypass-Technologie könnte Behandlung neurologischer Erkrankungen revolutionieren

Das Forschungsteam der Duke University School of Medicine hat eine maßgeschneiderte biologische „Verdrahtung" entwickelt, die eine neue Behandlungsstrategie bieten könnte, indem sie alternative Wege um geschädigte Hirnverbindungen herum schafft, anstatt auf langfristige Medikamente oder externe Stimulation angewiesen zu sein.

Das, MD, PhD, geführte Forschungsteam hat die Technologie LinCx entwickelt, die es Wissenschaftlern ermöglicht, neue elektrische Verbindungen zwischen ausgewählten Neuronen herzustellen.

Im Gegensatz zu vielen bestehenden Methoden, die große Zellgruppen betreffen, ist LinCx darauf ausgelegt, gezielte und langanhaltende Veränderungen innerhalb spezifischer Hirnschaltkreise vorzunehmen.

Was die Studie zeigt

Die Studie wurde in Nature veröffentlicht. „Mit der Einführung einer Methode zum präzisen Einbau neuer elektrischer Verbindungen auf zellulärer Ebene stellt unsere Studie einen bedeutenden Fortschritt bei der Fähigkeit dar, Hirnschaltkreise zu editieren und zu verstehen, wie neuronale Netzwerke Verhalten hervorbringen," sagte Dzirasa, A.

Eugene und Marie Washington Presidential Distinguished Professor für Psychiatrie und Verhaltenswissenschaften, Verhaltensmedizin und Neurowissenschaften.

Anstatt beschädigte Synapsen zu reparieren, erzeugt die Methode einen neuen elektrischen „Bypass" zwischen spezifischen Neuronen und verbessert die Kommunikation, ohne die bestehenden Verbindungen des Gehirns zu verändern.

Was die Studie zeigt

Engineered Proteins Create Precision Neural Links Das System basiert auf Proteinen, die ursprünglich bei Fischen entdeckt wurden und bilden. Die Forscher haben diese Proteine so modifiziert, dass sie sich ausschließlich mit passenden, ebenfalls modifizierten Partnern verbinden und keine Wechselwirkungen mit natürlichen Gehirnproteinen eingehen.

Unter Verwendung laborbasieller Screening-Methoden, einschließlich eines neu entwickelten fluoreszenzbasierten Assays, identifizierten das Team Proteinpaare, die elektrische Signale zwischen Zellen mit hoher Spezifität zuverlässig übertragen können.

Versuche an Mäusen zeigten, dass diese künstlich hergestellten elektrischen Verbindungen die Kommunikation in gezielt adressierten Schaltkreisen verstärkten, Aktivitätsmuster im gesamten Gehirn veränderten und messbare Verhaltensänderungen in Bezug auf soziale Interaktion und Stressreaktionen auslösten.

Was die Studie zeigt

Die Forscher testeten die Technologie zudem an Würmern und Mäusen, um ihre Flexibilität zu demonstrieren. Bei den Würmern veränderten die zusätzlichen neuronalen Verbindungen das Verhalten im Hinblick auf die Suche nach Wärme.

Bei den Mäusen formten die gezielt adressierten Verbindungen erneut die Aktivität im gesamten Gehirn neu und beeinflussten Verhaltensweisen, die mit Stress und sozialer Interaktion zusammenhängen.

LinCx zeigt Verhaltensänderungen bei Mäusen. „Seit Jahrzehnten fehlt der Neurowissenschaften an Werkzeugen, die die Kommunikation zwischen spezifischen Zelltypen präzise steuern können", sagte Dzirasa.

Was die Studie zeigt

Medikamente, elektrische Stimulation und Optogenetik wirken in der Regel auf breite Zellgruppen, während frühere Versuche, elektrische Synapsen einzusetzen, oft unbeabsichtigte neuronale Verbindungen erzeugten.

Nach Ansicht dieser Probleme und könnte die aktuellen Techniken verbessern, ohne externe Stimulation zu erfordern. „Als Nächstes werden wir testen, ob LinCx leistungsfähig genug ist, um synaptische Defizite zu überwinden, die durch lebenslange genetische Störungen induziert wurden", sagte er.

Quelle: „Langfristige Bearbeitung künstlichen elektrischen Synapse", Gwenaëlle E. Thomas, Elias M. Wisdom, Agustin Almoril-Porras, Ryan Bowman, Elise Adamson, Kathryn K. Walder-Christensen, Jesse A. White, Dalton N. Hughes, Hannah Schwennesen, Caly Ferguson, Kay M. Tye, Stephen D.

Technik und Auswirkungen

Mague, Longgang Niu, Zhao-Wen Wang, Daniel Colón-Ramos, Rainbo Hultman, Nenad Bursac und Kafui Dzirasa, 13. Mai 2026, Nature. DOI: 10.1038/s41586-026-10501-y Diese Studie wurde finanziert durch The Burroughs Wellcome Fund, das Ernest E.

Just Life Science Institute, die Hartwell Foundation, die Hope for Depression Research Foundation, das Howard Hughes Medical Institute und die National Institutes of Health.