Ученые из университета Бата разработали нейроны, которые заменят мертвые клетки мозга

Искусственные нейроны спасут нас

Крошечные "мозговые чипы" функционируют как настоящие и могут однажды быть использованы для лечения таких тяжелых заболеваний, как болезнь Альцгеймера.

Команда из Университета Бата, графство Сомерсет, Великобритания, использовала комбинацию математики, вычислений и дизайна микросхем, чтобы придумать способ воспроизведения в форме схемы того, что нервные клетки (нейроны) делают естественным образом.

Как известно, нейроны передают сигналы в мозг и от него к остальным частям тела.

Ученые заинтересованы в их репликации, потому что это поможет в лечении таких заболеваний, как болезнь Альцгеймера, где нейроны дегенерируют или умирают

«Черные ящики» расшифрованы

Профессор Ален Ногаре из физического факультета Университета Бата сказал, что новизна их исследования заключалась в передаче электрических свойств клеток головного мозга на синтетические схемы, сделанные из кремния.

"До сих пор нейроны были похожи на черные ящики, но нам удалось открыть черный ящик и заглянуть внутрь, - сказал он. - Наша работа меняет парадигму, потому что она обеспечивает надежный метод для воспроизведения электрических свойств реальных нейронов в мельчайших деталях."

Создание искусственных нейронов, которые отвечают на электрические импульсы от нервной системы была давней целью в медицине. Проблемы включали в себя проектирование схем и поиск параметров, которые заставляют схемы вести себя, как настоящие нейроны.

"Нам удалось извлечь эти параметры для биологических нейронов и подключить эти параметры к синтетическим схемам, которые мы сделали", - сказал профессор Ногарет.

Два типа нейронов можно воспроизвести

Исследователи воспроизвели два типа нейронов, в том числе клетки из гиппокампа, области мозга, которая играет важную роль в памяти и формировании эмоций, и клетки головного мозга, участвующие в контроле дыхания.

Эта работа открывает целый ряд возможностей для восстановления нейрона, утраченного при дегенеративном заболевании, включая медицинские имплантаты для лечения таких состояний, как сердечная недостаточность и болезнь Альцгеймера.

"Воспроизведение реакции дыхательных нейронов в биоэлектронике, которую можно миниатюризировать и имплантировать, очень интересно", - сказал исследователь, профессор Джулиан Патон, физиолог из Университета Окленда в Новой Зеландии и Университета Бристоля.

Критически важно, что искусственные нейроны не только ведут себя точно так же, как биологические, но и нуждаются в одной миллиардной мощности микропроцессора, что делает их идеально подходящими для использования в медицинских имплантатах и других биоэлектрических устройствах.

Данные исследования были опубликованы в журнале Nature Communications, публикующем исследования в области естественных наук.