Um zu erforschen, wie ein lebendiges Gehirn „von innen“ funktioniert, haben Wissenschaftler schon viele Arten von Sonden eingesetzt, erst einfache Elektroden und später kompliziertere Multi-Elektroden-Arrays. Vor nicht allzu langer Zeit haben Forscher damit begonnen, die Hirnfunktionen von Versuchstieren mit Hilfe von Licht zu untersuchen. Dieses recht neue Forschungsgebiet wird Optogenetik genannt. Das Licht einer Sonde kann genetisch modifizierte Neuronen im Hirn anregen, so dass man sich Erkenntnisse über deren Funktion verschaffen kann.

Allerdings stoßen auch optische Sonden schnell an ihre Grenzen. Das Licht, dass zur Untersuchung verwendet wird, breitet sich leicht in einem zu weiten Bereich aus, so dass es schwierig wird, spezifische Gruppen von Neuronen zu stimulieren. Wissenschaftler des California Institute of Technology (Caltech) haben nun auf Basis der Nanotechnologie eine neue Art optischer Hirnsonde entwickelt, die die gleichen optischen Kommunikationstechniken verwendet wie der weltweite Internet-Datenverkehr.

Diese äußerst dünnen Siliziumsonden können Licht tief in das Hirn (noch nur) von Versuchstieren transportieren, um exakt eine bestimmte Gruppe von Neuronen zu stimulieren, die Wahrnehmung, Verhalten oder Körperfunktionen regelt. Die genetische Modifikation besteht darin, dass Neuronen beeinflusst werden, die bestimmte Eiweiße produzieren, zum Beispiel Kanalrhodopsin mit blauem und Halorhodopsin mit gelbem Licht.