Экспериментаторы заявили об успехе в повторении электронными моделями основных свойств живых нервных клеток.
Наноинженеры сконструировали нейрочипы, по функционалу приближенные к биологическим нервным клеткам. Это изобретение открывает множество путей для исцеления людей, пораженных болезнями нейронов.
Одним из главных преимуществ разработанных устройств является их экономичность. Для работы им требуется энергии в миллиард раз меньше, чем вырабатывает микропроцессор. Благодаря этой характеристике суррогатные нейроны превосходно годятся на роль составляющей любого медицинского устройства.
Реализация синтетических нейронов долгие годы была задачей номер один. Решение этой архиважной проблемы наделило бы людей возможностью устранять тяжелые заболевания, связанные с неправильной работой нервных клеток. Нейроны, созданные искусственным путем, могут дарить новую жизнь биологическим цепям с нарушенной работоспособностью, давая полноценную обратную связь организму человека.
Приведем пример. При таком заболевании, как сердечная недостаточность, «родные» нейроны больного не отзываются корректным шифром на запросы тела. В результате сердце не получает понятные ему сигналы и работает вполсилы.
Огромный потенциал суррогатных нейронов понятен с первого взгляда, однако разработка была сложнейшей задачей из-за непредсказуемости их «натуральных собратьев».
Для четкого понимания «языка», на котором разговаривают нервные клетки, ученым пришлось прибегнуть к целой системе сложных математических функций. Построение этой системы было настоящим вызовом для человеческого ума, ведь «язык» нейронов не является линейным (например, если сигнал уменьшить в три раза – это абсолютно не означает, что реакция на него так же уменьшится в три раза).
Следующим шагом на пути изобретателей стала разработка кремниевого прототипа, который в точности повторял природные ионные каналы. Была проведена проверка с использованием множества различных стимулов. В итоге работоспособный образец убедительно продемонстрировал, что искусственно созданный аналог абсолютно достоверно воспроизводит поведение натуральных нейронов.
Экспериментаторы с ювелирной точностью нарисовали полную картину динамики нейронов обонятельного мозга и респираторных нейронов у подопытных животных (мелких грызунов), использовав для этого множество раздражителей.
Революционная идея была разработана под руководством Алена Ногарета, профессора физики из Университета Бата. Он произнес вдохновляющую речь, сравнив нейроны с черным ящиком, в который ранее никому не удавалось заглянуть. Ногарет уверен, что его изобретение существенно изменит видение мира, потому что оно позволяет искусственным методом повторить задумку природы. В речи была озвучена величина потребности синтетических нейронов в питании – всего 140 нановатт, что автоматически причисляет «новинку» к сонму лучших биоэлектронных имплантатов.
Профессор заявил, что область применения нового устройства более чем обширна: начиная от сердечной недостаточности и заканчивая болезнью Альцгеймера и другими нейродегенеративными заболеваниями.
Ученый особо выделил три инновационных качества изобретения:
- Высокоточная оценка параметров, контролирующих деятельность каждого нейрона,
- Успешная имитация реакций природных нервных клеток,
- Универсальность модели.
Соавтор эксперимента Джакомо Индивери, ученый из Цюриха, добавил, что это исследование существенно раздвинет границы в области конструирования слоев электронных синапсов.
Джулиан Патон, физиолог из Университета Окленда и Университета Бристоля, также является соавтором проекта. Он отметил, что воссоздание отклика респираторных нейронов в биомолекулярной электронике, отличающейся миниатюрностью, открывает широкие возможности для разумных врачей.
А как думаете вы? Получит ли это изобретение практическое применение в современной медицине, или будет пылиться на полке? Пишите комментарии и обязательно подписывайтесь на канал!