Krzemowy chip, który naśladuje neurony w mózgu, może pomóc w walce z paraliżem

Kategoria: Biotechnologia Opublikowany gru 04

Sztuczne neurony, które naśladują sposób, w jaki komórki nerwowe naszego ciała przekazują sygnały elektryczne, mogą pewnego dnia pomóc pacjentom z uszkodzeniem nerwów.

Posłańcy: Neurony są wbudowane w małe chipy krzemowe (na zdjęciu powyżej) i mogą być wykorzystywane do przekazywania sygnałów między komórkami nerwowymi, które mogą zostać uszkodzone przez chorobę lub uraz. Co najważniejsze, chipy potrzebują tylko jednej miliardowej mocy standardowego mikroprocesora, co oznacza, że ​​teoretycznie mogłyby być stosowane w implantach medycznych do leczenia chorób przewlekłych, takich jak niewydolność serca czy choroba Alzheimera.

Jak zostały opracowane: Naukowcy wykorzystali symulację do modelowania, w jaki sposób dwa typy neuronów u szczurów reagują na bodźce: oddechowe odpowiedzialne za oddychanie i te w hipokampie. Modele zostały przetłumaczone na chipy krzemowe, w których stworzono repliki biologicznych kanałów jonowych (przekazujących sygnały w ciele). Proces został opisany w artykule w: Komunikacja przyrodnicza .

Stand-in: Teoretycznie obwody sztucznych neuronów mogą replikować zdrową funkcję uszkodzonych komórek nerwowych i przekazywać sygnały elektryczne między różnymi częściami ciała. Na przykład, gdy czyjeś serce zawodzi, neurony w mózgu nie reagują prawidłowo na sprzężenie zwrotne układu nerwowego, więc serce nie pompuje tak mocno, jak powinno. Chip zawierający sztuczne neurony może przesyłać właściwy sygnał, aby przywrócić go na właściwe tory.

W rzeczywistości niektórzy badacze opracowują obecnie inteligentne rozruszniki serca z wbudowanymi chipami. Testy na szczurach wykazały, że to podejście było skuteczniejsze niż zwykły rozrusznik serca — chociaż minęło jeszcze dużo czasu, zanim takie urządzenie będzie gotowe do wszczepienia ludziom.