Ученые Приволжского университета фундаментальной медицины добились значительного прогресса в области нейробиологии, выращивая искусственный мозг из биоматериала животных. Этот научный прорыв может стать революцией в области медицины и позволить тестировать новые лекарства и персонализировать лечение для людей с заболеваниями центральной нервной системы (ЦНС), такими как эпилепсия.
Технология выращивания искусственного мозга
На текущем этапе ученые выращивают нейроны в пробирке, используя материалы животного происхождения. В будущем, благодаря развитию этой технологии, можно будет вырастить нейроны из стволовых клеток человека. Это позволит тестировать новые лекарства и подбирать индивидуальные препараты для лечения заболеваний ЦНС. Кроме того, данная методика может способствовать увеличению чувствительности к бионическим протезам.
Примерно две тысячи нейронов размещены в специальной питательной среде в стеклянных чашках Петри. Каждый из них находится на микрочипе размером 1 кв. мм, покрытом сеточкой из 100 и более микроэлектродов. Эти электроды регистрируют потенциал клетки под небольшим напряжением, не повреждая ее. Клетки автоматически передают данные о своей работе на экран монитора, отображая процесс "общения" нейронов.
Нейросеть, выращенная в лаборатории, выглядит как мигающий хаотичный рисунок, но на самом деле это нейроны передают друг другу электрические импульсы и реагируют на них.
"Это импульсы самой настоящей нейросети, но выращенной в лабораторных условиях. Их мы фиксируем каждые три секунды. Одна нейронная сеть посылает сигнал, а вторая реагирует на него подобно естественной нейрохимической, что происходит в головном мозге", — объясняет д.м.н., профессор Приволжского исследовательского медицинского университета (ПИМУ) Ирина Мухина.
Быстрый рост и перспективы
Выращивание искусственного мозга в лабораторных условиях проходит быстро: нейроны соединяются друг с другом за пять дней, максимум за неделю. В настоящий момент способности искусственного мозга ограничены, но они крайне важны для дальнейших исследований. Эти начальные функции позволяют анализировать механизмы хранения, обработки и передачи информации в нейронных сетях мозга и выявлять связи между архитектурой сети нейронов и их функциями.
Роль чистых помещений в исследованиях
Предполагаем, что крупные научные открытия сейчас не обходятся без использования чистых помещений. Эти лаборатории, минимизирующие загрязнение и обеспечивающие стерильную среду, играют критическую роль в выращивании и изучении искусственного мозга. Даже мельчайшие микрочастицы или бактерии могут повлиять на работу нейронов, поэтому строгий контроль над чистотой и стерильностью обязателен.
Чистые помещения обеспечивают оптимальные условия для роста нейронов и позволяют проводить точные исследования без риска посторонних вмешательств. Эти условия становятся особенно важными при работе с биоматериалами и чувствительными электронными устройствами, такими как чипы с микроэлектродами.
Будущие перспективы и интеграция
Использование чистых помещений станет критически важным на дальнейших этапах исследований и при интеграции "выращенного мозга" в повседневную жизнь. Они обеспечат высокую точность и надежность тестирований, разработки новых лекарственных препаратов и бионических решений. Только в таких условиях можно достичь необходимых стандартов качества и безопасности, обеспечивая стабильную работу искусственных нейронных сетей в реальных медицинских и технологических приложениях.
Перспективы использования искусственного мозга многогранны: от индивидуализированной медицины до высокоточных бионических протезов. Прорывные исследования в Приволжском университете фундаментальной медицины открывают новые горизонты для науки и медицины, создавая основы для будущих достижений в лечении и восстановлении функций ЦНС.
«Мозг на чипе» — как его называют нижегородские исследователи, растет и развивается быстрыми темпами. Это дает надежду на то, что уже в ближайшем будущем искусственные нейронные сети помогут в лечении многочисленных заболеваний и улучшении качества жизни пациентов по всему миру.
Для детального изучения нашего опыта в области чистых помещений посетите Клеро Медикал.
Поможем оказать полный спектр услуг для создания чистых помещений под ключ.