Dr. Caroline Murawski: NeuroLichtOrgEl
Die genaue Untersuchung von Nervenzellen ist essenziell, um neurologische Krankheiten besser zu verstehen. Besonders hohe Präzision ermöglicht dabei die Steuerung der Zellen mittels Licht. Um Licht zielgenau in Gewebe einzubringen, erforscht das Projekt NeuroLichtOrgEl passende biokompatible, fotoaktive Materialien. Zusammengesetzt zu miniaturisierten Bauelementen sollen diese zur Therapie neurologischer Krankheiten beitragen.
Krankheiten des Nervensystems wie Alzheimer, Epilepsie und Parkinson stellen Patientinnen und Patienten, Ärztinnen und Ärzte, sowie Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler vor eine große Herausforderung: Wie entstehen diese Krankheiten? Welche Prozesse begünstigen sie? Und welche Wege führen zur Heilung?
Um die im Gehirn ablaufenden Mechanismen besser zu verstehen, werden zunehmend optische Verfahren eingesetzt. Diese nutzen Lichtpulse, um die Aktivität einzelner Zellen oder ganzer Organe anzuregen. Ermöglicht wird dies durch die sogenannte Optogenetik, bei der Licht-sensitive Proteine mittels genetischer Methoden in Zellen eingeschleust werden. Genauso ist es möglich, die Aktivität einzelner Zellen mittels Licht zu beobachten, indem leuchtende Indikatorproteine in die Zellen eingebracht werden.
Leuchtende Plastikfolien als Schnittstelle zum Gehirn
Die Anregung der Proteine erfordert eine präzise Beleuchtung der Zellen, sowie Detektoren, die das ausgesandte Licht punktgenau erfassen können. Das Projekt NeuroLichtOrgEl möchte hier durch die Erforschung neuer Materialien und deren Einsatz in Leuchtdioden und Fotodioden einen fundamentalen Beitrag leisten. Dadurch sollen Zellen zukünftig mit höherer Präzision und weniger invasiv untersucht werden können.
Die Materialien basieren auf organischen Halbleitern, die auf Plastikfolien aufgebracht werden und dort durch Anlegen eines Stroms aufleuchten oder Lichtsignale detektieren. Für die Zellstimulation haben organische Halbleitermaterialien entscheidende Vorteile, weil sie durch chemische Synthese passgenau eingestellt werden können. Ferner lassen sich mit ihnen hochauflösende Displays mit zellkleinen Pixeln herstellen, die sich dann als extrem dünne Folie an Nervenzellen oder Organe anschmiegen lassen.
Organische Leuchtdioden und Fotodioden sollen schließlich zu einem geschlossenen System zusammengesetzt werden, das Gehirnaktivität mit hoher Auflösung sowohl anregen als auch auslesen kann. NeuroLichtOrgEl leistet damit einen Beitrag zum besseren Verständnis des Nervensystems und gibt Neurowissenschaftlern und – wissenschaftlerinnen, sowie Medizinern und Medizinerinnen die Möglichkeit, neurologische Krankheiten präziser zu erforschen.
Nachwuchsgruppenleiterin Dr. Caroline Murawski
Frau Dr. Caroline Murawski studierte Physik an der Technischen Universität Dresden. Nach dem Diplom promovierte sie erfolgreich an der TU Dresden zu organischen Leuchtdioden. Als Postdoktorandin wechselte sie 2015 an die University of St Andrews, Vereinigtes Königreich, wo sie sich zunehmend mit neuen Anwendungsmöglichkeiten von organischen Halbleitermaterialien in der Biomedizin beschäftigte. Seit 2018 forscht sie am Kurt-Schwabe-Institut (KSI) für Mess- und Sensortechnik Meinsberg e.V. und leitet dort seit November 2021 die „NanoMatFutur“-Nachwuchsgruppe „NeuroLichtOrgEl“. 2023 wurde ihr von der Technischen Universität Dresden der Status TUD Young Investigator verliehen.