Hirn und Computer funktionieren elektrisch. Können wir die beiden Systeme direkt miteinander vernetzen über "Bondkontakte" zwischen Halbleiterchips und Arealen der Hirnrinde? Die erste Aufgabe ist es, die elektrischen Signale von der Mikroelektronik des Halbleiters auf die Ionik einer Nervenzelle zu übertragen und umgekehrt. Eine Korrosion des Halbleiters und eine Schädigung der Zelle durch elektrochemische Prozesse wird vermieden bei einer Kopplung über das elektrische Feld: Mikroskopische Halbleiter- und Zellstrukturen müssen sich so nahe kommen, dass sie sich durch lokale elektrische Felder wechselseitig beeinflussen. Wenn wir die Physik dieses ionisch-elektronischen Interfacing verstehen und beherrschen, können wir beginnen, einfache, hybride Netzwerke aus Nervenzellen und Mikroelektronik aufzubauen und schließlich ernsthaft über so phantastische Projekte wie bioelektronische Neurocomputer und mikroelektronische Neuroprothesen nachdenken.
Abb. 1: Hirn-Computer Verbindung über den opto-mechanischen Weg Bildschirm-Auge bzw. Hand-Tastatur und über eine hypothetische direkte Verknüpfung des Computers mit der visuellen und motorischen Hirnrinde (Gezeichnet für das 20. Winterseminar "Molecules, Memory and Information", Klosters 1985).
Abb. 2: Nervenzelle aus dem Rattenhirn auf Siliziumchip. Die Oberfläche des Chips besteht aus Siliziumdioxid. Das Neuron ist mehrere Tage in einem Elektrolyten kultiviert. In der Mitte sind die metallfreien Gate-Strukturen einer Kette offener Feldeffekt-Transistoren als dunkle Quadrate erkennbar. Skalierungsbalken 10 µm. Eingefärbtes, rasterelektronenmikroskopisches Bild (Vassanelli & Fromherz, 1999).
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