В не чак толкова далечното бъдеще медицински устройства, снабдени с изкуствени неврони, ще могат да се борят с болестта на Алцхаймер и други подобни дегенеративни неврологични състояние.
Учени от Университета в Бат и Университета в Бристол във Великобритания разработиха уникален силиконов чип, който се държи досущ като мозъчна клетка – т.е. може да регистрира и откликва на електрически сигнали от нервната система (подобно на стандартен неврон на бозайник). Нещо повече – чипът е особено ефективен и се нуждае от съвсем малко енергия, за да функционира.
Казано по-простичко, езикът на мозъка представлява поредица от електрически сигнали, които се активират и изключват от невроните (паралелите с бинарното естество на електрониката не са чак толкова далечни). Новоразработеният бионичен неврон е усвоил електрическите свойства на органичните мозъчни клетки и съответно – ги прилага на практика върху малка синтетична платка.
„Досега невроните представляваха малки черни кутии. Ние обаче успяхме да отворим една и да надникнем в нея. Нашата работа буквално променя парадигмите, тъй като предоставя ефективен и максимално прецизен метод за репродуциране на електрическите свойства на истинските неврони“, коментира ръководителят на екипа проф. Алейн Ногарет от катедрата по физика към Университета в Бат.
Нещо повече – „нашите неврони се нуждаят едва от 140 нановата енергия. Т.е. една милиярдна от консумацията на микропроцесори, използвани при други опити за разработка на синтетични неврони. Това прави нашите неврони особено подходящи за биоелектронни импланти, които да се борят с хронични заболявания.“
За да пресъздадат работата на невроните на бозайниците, екипът е прочул активността на различни видове неврони на плъхове, изложени на специфични стимули. Впоследствие данните са използвани за програмирането на малка аналогова електрическа верига. Едно от основните предизвикателства, пред които учените са се изправили, е било „нелинейното“ естество на невронните откликвания. Така например не е задължително реакцията на един неврон да е два пъти по-силна, просто защото сигналът, който получава, е два пъти по-силен.
Екипът обаче преодоляват тези трудности и създават миниатюрна електрическа верига, която може да пресъздаде поведението на органичен неврон с 94-97 процента точност. Според изследователите техните постижения могат да бъдат използвани при разработката на биоелектронни импланти, които да подменят повредените (вследствие на различни неврологични състояния) невронни вериги.
Източник: Nature Communications
