Vad föreställer du dig om du missar termen "konstgjorda nervceller"? Visst något som mantlade kablar som regelbundet visas för oss i science fiction-filmer. Men i livet ser allt annorlunda ut. Även om det visserligen är inte mindre futuristiskt och intressant. Till exempel uppfann ett internationellt team av forskare nyligen konstgjorda neuroner på kiselchips som uppträder precis som riktiga. Detta är den första enheten i sitt slag. Vilket dessutom är lämpligt för transplantation hos människor.
Varför behövs konstgjorda neuroner?
Enligt webbplatsen för University of Bath (UK) är de nya konstgjorda nervcellerna utmärkta för behandling av kroniska sjukdomar som hjärtsvikt, Alzheimers sjukdom och andra problem i samband med degenerering av nervfiber. Det är kritiskt viktigt att konstgjorda neuroner inte bara uppträder på samma sätt som biologiska neuroner, utan också praktiskt taget inte behöver en strömkälla (det inbyggda batteriet "kommer att hålla livet ut"), vilket gör dem idealiska för användning i medicinska implantat och andra bioelektriska enheter.
Forskarteamet, ledat av University of Bath och inklusive forskare från universiteten i Bristol, Zürich och Auckland, hävdar att konstgjorda neuroner svarar på elektriska signaler från nervsystemet som riktiga, som många har försökt uppnå i årtionden.
Dessutom ger experter ett exempel på användningen av teknik. Till exempel, vid hjärtsvikt, svarar nervcellerna i hjärnans bas inte ordentligt på signaler från nervsystemet, och de i sin tur skickar inte rätt signaler till hjärtat, som inte fungerar som det borde. Att ersätta "trasiga" neuroner med konstgjorda löser detta problem.
En av de viktigaste designutmaningarna var det icke-linjära svaret från neuroner. Neurons svar kan vara oförutsägbara: om signalen som skickas är mycket stark, är det inte alls nödvändigt att svaret blir detsamma. Matematiska beräkningar och noggrann modellering baserat på dessa icke-linjära svar har gjort det möjligt att skapa artificiella neuroner som svarar på stimuli på samma sätt som levande friska vävnader skulle göra.
Kampanjvideo:
Efter att ha fått mönster från matematiska modeller utvecklade forskarna kiselchips som troget reproducerade biologiska jonkanaler (en av huvudkomponenterna som tillhandahåller ledande funktion hos neuroner), innan de bevisade att deras "kiselneuroner" exakt efterliknade hur verkliga fungerar.
Skapandet av sådana neuroner antyder att det nu är möjligt att ersätta gamla eller redan döda vägar och celler med deras hjälp för att återställa olika funktioner i kroppen. I synnerhet kommer den nya uppfinningen att vara användbar för patienter med utveckling av Alzheimers sjukdom och andra liknande tillstånd.
Vladimir Kuznetsov
