Science Corp. implantiert ersten Hirnsensor bei einem Patienten

Science Corporation, das von Max Hodak, dem ehemaligen Präsidenten und Mitbegründer von Neuralink, gegründete Start-up, hat einen führenden Neurobiologen gewonnen, der die ersten klinischen Studien am Menschen in den USA für seine biohybride Gehirn-Computer-Schnittstelle leiten soll.

Nach zweijährigen Gesprächen ist Dr. Murat Günel, Vorsitzender der Abteilung für Neurochirurgie an der Yale Medical School, als wissenschaftlicher Berater hinzugekommen. Sein vorrangiges Ziel ist es, den ersten Sensor für eine zukünftige Schnittstelle – die darauf ausgelegt ist, im Labor gezüchtete Neuronen mit Elektronik zu verbinden – chirurgisch in das Gehirn eines Patienten zu implantieren.

Das 2021 gegründete Unternehmen Science schloss im vergangenen Monat eine Serie-C-Finanzierungsrunde in Höhe von 230 Millionen US-Dollar ab, wodurch das Unternehmen mit 1,5 Milliarden US-Dollar bewertet wurde. Sein am weitesten fortgeschrittenes Produkt ist PRIMA, ein Gerät, das Menschen, die durch Makuladegeneration und ähnliche Erkrankungen erblindet sind, das Sehvermögen zurückgibt. Science erwarb die Technologie im Jahr 2024, hat sie durch klinische Studien weiterentwickelt und plant, ihre Verfügbarkeit in Europa vorbehaltlich der behördlichen Zulassung zu erweitern, möglicherweise bereits in diesem Jahr.

Hodak war Mitbegründer des Unternehmens mit einer noch ehrgeizigeren Vision: der Etablierung zuverlässiger Kommunikationsverbindungen zwischen Computern und dem menschlichen Gehirn. Dies zielt nicht nur auf die Behandlung von Krankheiten ab, sondern auch auf die Erforschung der menschlichen Leistungssteigerung, wie zum Beispiel das Hinzufügen völlig neuer Sinne. Er hat seine Karriere diesem Ziel gewidmet, angefangen bei der Sicherung eines Platzes in einem neurowissenschaftlichen Labor für Graduierte als Student über die Gründung seines ersten Biotech-Computing-Startups bis hin zur Mitbegründung von Neuralink zusammen mit Elon Musk.

Neuralink und andere Gruppen haben erfolgreich elektronische Sensoren eingesetzt, um die Gehirnaktivität bei Patienten mit ALS, Rückenmarksverletzungen und anderen Erkrankungen zu erfassen, die die Kommunikation zwischen Gehirn und Körper stören. Nutzer mit implantierten Geräten können Computer steuern oder allein durch Gedanken Text auf einem Bildschirm erzeugen. Der Weg zu einem tragfähigen Markt für diese Geräte bleibt jedoch unklar, behindert durch regulatorische Hürden und die relativ kleine Patientengruppe mit entsprechenden Diagnosen.

Hodak kam zu dem Schluss, dass der herkömmliche Ansatz, das Gehirn mit Hilfe von Metallsonden oder Elektroden elektrisch zu beeinflussen, grundlegende Mängel aufweist. Zwar kann die Technologie beeindruckende Ergebnisse erzielen, doch Günel merkt an, dass diese Sonden Hirnschäden verursachen, die die Leistungsfähigkeit der Geräte im Laufe der Zeit wahrscheinlich beeinträchtigen. Diese Einschränkung veranlasste die Gründer von Science, eine organischere Strategie zu verfolgen.

„Das Konzept, natürliche neuronale Verbindungen zu nutzen, um eine biologische Schnittstelle zwischen Elektronik und dem menschlichen Gehirn zu schaffen, ist brillant“, sagte Günel gegenüber TechCrunch.

Alan Mardinly, Mitbegründer und Chief Science Officer des Unternehmens, hat ein Team von 30 Forschern bei der Entwicklung des Biohybrid-Sensors von Science geleitet. Das endgültige Gerät wird mit im Labor gezüchteten Neuronen bestückt sein. Diese Neuronen, die mit Lichtimpulsen stimuliert werden können, sind so konzipiert, dass sie sich auf natürliche Weise in die eigenen Gehirnneuronen des Patienten integrieren und eine Brücke zwischen Biologie und Elektronik bilden. Im Jahr 2024 veröffentlichte das Unternehmen ein Arbeitspapier, in dem die sichere Implantation des Geräts in Mäuse und dessen Einsatz zur Stimulation der Gehirnaktivität demonstriert wurde.

Intern liegt der aktuelle Schwerpunkt auf der Entwicklung von Geräteprototypen und der Ermittlung von Verfahren zur Züchtung von Nervenzellen für verschiedene therapeutische Anwendungen, die medizinischen Standards entsprechen.

Günel wird das Team bei der Vorbereitung auf klinische Studien am Menschen beraten und steht bereits in Gesprächen mit medizinischen Ethikkommissionen, die die Forschung am Menschen beaufsichtigen. Der erste Schritt wird darin bestehen, den fortschrittlichen Sensor des Unternehmens – ohne die eingebetteten Neuronen – in einem lebenden menschlichen Gehirn zu testen.

Im Gegensatz zum Gerät von Neuralink, das direkt in das Hirngewebe eingesetzt wird, wird der Sensor von Science innerhalb des Schädels implantiert, ruht jedoch auf der Oberfläche des Gehirns. Das Unternehmen führt diesen Unterschied als Grund dafür an, dass es nicht plant, für diese ersten Studien eine FDA-Zulassung zu beantragen, und argumentiert, dass das winzige Gerät – das 520 Aufzeichnungselektroden auf einer Fläche von der Größe einer Erbse vereint – ein minimales Risiko für die Patienten darstellt.

Das Team plant, geeignete Patienten zu identifizieren, die sich bereits einer größeren Gehirnoperation unterziehen, wie beispielsweise Schlaganfallpatienten, bei denen ein Teil des Schädels entfernt werden muss, um eine Schwellung des Gehirns zu lindern. In solchen Fällen beabsichtigt Günel, den Sensor auf der Großhirnrinde zu platzieren, um dessen Sicherheit und Wirksamkeit bei der Messung der Gehirnaktivität zu bewerten.

Günel glaubt, dass ein erfolgreiches Gerät bei der Behandlung verschiedener neurologischer Erkrankungen helfen könnte. Eine frühe Anwendung könnte darin bestehen, beschädigte Gehirn- oder Rückenmarkszellen sanft elektrisch zu stimulieren, um die Heilung zu fördern. Eine komplexere Anwendung könnte die Überwachung der neurologischen Aktivität bei Hirntumorpatienten umfassen und Pflegepersonal frühzeitig vor drohenden Anfällen warnen.

Sollte das volle Potenzial solcher Geräte ausgeschöpft werden, könnten sie laut Günel wirksamere Behandlungsmöglichkeiten für Erkrankungen wie Parkinson bieten, eine fortschreitende Störung, die den Patienten nach und nach die Kontrolle über ihren Körper nimmt. Zu den derzeitigen Optionen gehören experimentelle Hirnzelltransplantationen und die tiefe elektrische Hirnstimulation, doch keine der beiden Methoden hat sich als zuverlässig geeignet erwiesen, das Fortschreiten der Krankheit aufzuhalten.

„Ich stelle mir dieses Biohybridsystem als eine Fusion beider vor – man hat die Elektronik und das biologische System“, erklärte er gegenüber TechCrunch. „Bei Parkinson zum Beispiel können wir das Fortschreiten der Krankheit nicht aufhalten; in der Neurochirurgie implantieren wir lediglich eine Elektrode, um das Zittern zu unterdrücken. Aber wenn man [transplantierte] Zellen wirklich wieder in das Gehirn einbringen und diese neuronalen Schaltkreise schützen kann, besteht eine Chance – eine gute Chance, glaube ich –, dass wir das Fortschreiten der Krankheit aufhalten könnten.“

Bis dahin ist jedoch noch viel Arbeit zu leisten. Günel hält es für „optimistisch“, mit einem Beginn der Studien im Jahr 2027 zu rechnen.