Sztuczne neurony oparte na chipach krzemowych

Badacze zbudowali sztuczne neurony na krzemowych chipach. Zachowują się tak samo, jak prawdziwe biologiczne neurony biologiczne i potrzebują zaledwie jednej miliardową część mocy typowego mikroprocesora (ok. 140 nanowatów), dzięki czemu idealnie nadają się do stosowania w implantach medycznych i innych urządzeniach bioelektronicznych.

Zespół badawczy pod kierunkiem Uniwersytetu w Bath, w tym naukowcy z uniwersytetów w Bristolu, Zurychu i Auckland, opisali sztuczne neurony w czasopiśmie „Nature Communications”. Projektowanie sztucznych neuronów, które reagują na sygnały elektryczne z układu nerwowego, jak prawdziwe neurony, jest głównym celem uczonych od dziesięcioleci. Otwiera możliwość leczenia chorób, w których neurony nie działają prawidłowo, których procesy zostały przerwane, jak w przypadku uszkodzenia rdzenia kręgowego, lub które zmarły. Sztuczne neurony mogą naprawiać chore bio-obwody, replikując ich zdrowe funkcje i reagując odpowiednio na biologiczne sprzężenia zwrotne w celu przywrócenia prawidłowego funkcjonowania organizmu.

Naukowcom udało się wyjaśnić, w jaki sposób neurony reagują na bodźce elektryczne z innych nerwów. Jest to niewiarygodnie skomplikowane, ponieważ intereakcje te są „nieliniowe” - jeśli sygnał staje się dwa razy silniejszy, niekoniecznie wywołuje dwa razy taką reakcję - może być trzy razy większy lub mieć inną wartość Następnie badacze zaprojektowali krzemowe chipy, które dokładnie modelowały biologiczne kanały jonowe. Ostatecznie naukowcy dokładnie odtworzyli pełną dynamikę działania neuronów hipokampu i neuronów oddechowych szczurów, pod wieloma różnymi bodźcami.

Źródło: www.news-medical.net

Mirosław Usidus