Silīcija mikroshēma, kas atdarina smadzeņu neironus, varētu palīdzēt cīnīties ar paralīzi

Kategorija: Biotehnoloģija Ievietots 04. decembris

Mākslīgie neironi, kas atdarina veidu, kā mūsu ķermeņa nervu šūnas pārsūta elektriskos signālus, kādu dienu varētu palīdzēt pacientiem ar nervu bojājumiem.

Kurjeri: Neironi ir iebūvēti mazās silīcija mikroshēmās (attēlā iepriekš), un tos var izmantot, lai pārraidītu signālus starp nervu šūnām, kuras var sabojāt slimība vai traumas. Būtiski, ka mikroshēmām nepieciešama tikai viena miljardā daļa standarta mikroprocesora jaudas, kas nozīmē, ka tās teorētiski varētu izmantot medicīniskos implantos, lai palīdzētu ārstēt hroniskas slimības, piemēram, sirds mazspēju vai Alcheimera slimību.

Kā tie tika izstrādāti: Pētnieki izmantoja simulāciju, lai modelētu divu veidu neironu darbību žurkām, reaģējot uz stimuliem: elpošanas neironi, kas ir atbildīgi par elpošanu, un tie, kas atrodas hipokampā. Modeļi tika pārvērsti silīcija mikroshēmās, kurās tika izveidotas bioloģisko jonu kanālu kopijas (kas pārraida signālus organismā). Šis process tika aprakstīts rakstā Dabas sakari .

Stāvoklis: Teorētiski mākslīgo neironu ķēdes varētu atkārtot neveiksmīgu nervu šūnu veselīgo funkciju un nodot elektriskos ziņojumus starp dažādām ķermeņa daļām. Piemēram, ja kādam pietrūkst sirds, smadzeņu neironi pareizi nereaģē uz nervu sistēmas atgriezenisko saiti, tāpēc sirds nesūknē tik smagi, kā vajadzētu. Mikroshēma, kas satur mākslīgos neironus, varētu pārraidīt pareizo signālu, lai tas atgrieztos uz pareizā ceļa.

Faktiski daži pētnieki tagad izstrādā viedos elektrokardiostimulatorus ar šīm mikroshēmām. Pārbaudes ar žurkām parādīja, ka šī pieeja bija efektīvāka nekā tikai standarta elektrokardiostimulators, lai gan vēl ir ilgs laiks, līdz jebkura šāda ierīce ir gatava implantēšanai cilvēkiem.