Нейродегенеративные заболевания и болезни сердца уже давно вызывают серьезную озабоченность у бесчисленных пациентов и их семей по всему миру. Люди, страдающие болезнью Альцгеймера и другими нейродегенеративными заболеваниями, а также сердечной недостаточностью, сталкиваются с непреодолимыми проблемами, которые порой невозможно преодолеть.
Однако надежда может быть на горизонте!
Искусственные нейроны - новое открытие, которое может помочь в борьбе с сердечными заболеваниями
Международная группа ученых, возглавляемая подразделением Университета Бата в Англии вместе с другими сотрудниками, изобрела так называемые крошечные «мозговые чипы». По сути, это искусственные нервные клетки - первые в своем роде в мире - на кремниевых чипах, которые помогут бороться с хроническими заболеваниями, такими как болезнь Альцгеймера, сердечная недостаточность и другие нейродегенеративные заболевания.
Исследователи объяснили, что эти искусственные нейроны могут помочь заменить нейроны, которые были потеряны из-за дегенеративных заболеваний. Это в первую очередь касается людей, которые используют медицинские имплантаты для лечения таких состояний, как сердечная недостаточность и болезнь Альцгеймера .
Команда успешно смоделировала и получила уравнения, объясняющие, как нейроны реагируют на электрические стимулы от других нервов. Это сложный процесс, так как ответы нелинейны. Затем они разработали кремниевые чипы, которые точно имитировали настоящие живые нейроны и реагировали на обширную серию стимуляций.
Группа исследователей точно воспроизвела всю динамику нейронов гиппокампа и дыхательных нейронов у крыс. Это было выполнено при большом количестве стимулов.
« До сих пор нейроны были подобны черным ящикам, но нам удалось открыть черный ящик и заглянуть внутрь» , - заявил прессе руководитель исследования Ален Ногаре. « Наша работа меняет парадигму, потому что она обеспечивает надежный метод для мельчайших подробностей воспроизведения электрических свойств реальных нейронов », - добавил он.
Как искусственные нейроны помогут бороться с различными заболеваниями?
Говорят, что эти искусственные нейроны будут вести себя как настоящие, а это означает, что они будут копировать то, что нервные клетки делают естественным образом. Нейроны передают нервные сигналы от мозга к остальному телу. Нейроны у людей с деменцией обычно разрушаются или умирают. Вот где эти искусственные нейроны могут помочь заменить эти разрушающиеся нейроны и потенциально вылечить или принести некоторое облегчение этим пациентам.
Искусственные нейроны будут иметь возможность восстанавливать инфицированные биологические цепи, дублируя их здоровые функции и реагируя на биологическую обратную связь для восстановления функций организма.
Например, в некоторых случаях сердечной недостаточности нейроны головного мозга человека не реагируют на обратную связь нервной системы. Таким образом, сердце не получает правильных сигналов от нервной системы и не качает так, как должно. В данном случае способность искусственных нейронов воспроизводить здоровые функции биоконтура поможет передать обратную связь нервной системе и отреагировать так, как если бы соединение мозга с сердцем было здоровым.
То же самое применимо и в случае повреждения спинного мозга, когда отростки нейронов были отрезаны, и искусственные нейроны смогут повторно соединить нервные пути в месте травмы.
Насколько возможны эти искусственные нейроны?
В настоящее время исследователи работают над разработкой умных кардиостимуляторов, которые с помощью этих искусственных нейронов помогут активизировать сердце. По сути, кардиостимуляторы будут использовать искусственные нейроны для реакции на немедленное давление, оказываемое на сердце. В настоящее время в центре внимания исследователей находится сердечная недостаточность, поскольку они считают, что эта новая технология существенно улучшит жизнь пациентов с сердечными заболеваниями.
« Помимо сердечной недостаточности, любое нейродегенеративное заболевание или заболевание ионных каналов, естественно, выиграет от искусственных нейронов. Судороги, болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона - это болезни, которые приходят на ум и требуют новых решений в медицинском сообществе» , - добавили они.
Интересно, что этим чипам требуется всего 140 нановатт мощности - это всего одна миллиардная мощности микропроцессора, что делает их очень удобными для имплантатов.
Чтобы узнать больше об искусственных нейронах и о том, как они могут помочь пациентам с сердечным приступом, посмотрите видео ниже.
Будущее?
Это может стать революционным шагом в современной науке и медицине. Это также открывает различные горизонты для людей, страдающих неврологическими заболеваниями, и особенно для тех, кто страдает сердечной недостаточностью. Мы надеемся, что это в конечном итоге действительно поможет облегчить жизнь пациентам с сердечным приступом и другим людям с дегенеративными заболеваниями.