Mit képzel el, ha hiányzik a "mesterséges idegsejtek" kifejezés? Bizonyára valami olyan, mint egy burkolatú huzal, amelyet rendszeresen mutatnak nekünk a tudományos fantasztikus filmekben. Az életben azonban minden másnak tűnik. Noha elismerjük, hogy nem kevésbé futurisztikus és érdekes. Például egy nemzetközi tudóscsoport nemrégiben talált fel olyan szilikon chipeken lévő mesterséges idegsejteket, amelyek ugyanúgy viselkednek, mint az igazi. Ez az első ilyen típusú eszköz. Amely egyébként alkalmas az emberi átültetésre.
Miért van szükség a mesterséges idegsejtekre?
A Bath-i Egyetem (Egyesült Királyság) honlapja szerint az új mesterséges neuronok kiválóan alkalmasak olyan krónikus betegségek kezelésére, mint például a szívelégtelenség, az Alzheimer-kór és az idegrostok degenerációjával járó egyéb problémák. Kritikus fontosságú, hogy a mesterséges idegsejtek ne csak úgy viselkedjenek, mint a biológiai idegsejtek, hanem gyakorlatilag ne is igényelnek áramforrást (a beépített akkumulátor "élettartama alatt fog működni"), ami ideálisvá teszi őket orvosi implantátumokhoz és más bioelektromos áramhoz eszközöket.
A kutatócsoport, amelyet a Bath-i Egyetem vezet, és amelybe beletartoznak a bristoli, a zürichi és az aucklandi egyetem kutatói is, azt állítja, hogy a mesterséges idegsejtek az idegrendszer elektromos jeleire úgy reagálnak, mint a valódi, amint sokan évtizedek óta próbáltak.
A szakértők emellett példát mutatnak a technológia alkalmazására. Például szívelégtelenség esetén az agy alján lévő neuronok nem reagálnak megfelelően az idegrendszer jeleire, és viszont nem küldik a helyes jeleket a szívnek, amely nem működik úgy, ahogy kellene. A „törött” neuronok cseréje mesterségesen megoldja ezt a problémát.
Az egyik fő tervezési kihívás a neuronok nemlineáris reakciója volt. A neuronok reakciói kiszámíthatatlanok lehetnek: ha a küldött jel nagyon erős, akkor egyáltalán nem szükséges, hogy a válasz azonos legyen. Az ezen nemlineáris válaszokon alapuló matematikai számítások és gondos modellezés lehetővé tette olyan mesterséges idegsejtek létrehozását, amelyek ugyanúgy reagálnak az ingerekre, mint az egészséges élő szövetek.
Promóciós videó:
A matematikai modellekből levont következtetések után a tudósok olyan szilikon chipeket fejlesztettek ki, amelyek hűen reprodukálják a biológiai ioncsatornákat (az egyik fő alkotóelem, amely a neuronok vezetőképességét biztosítják), mielőtt bebizonyították, hogy "szilikon neuronjai" pontosan utánozták az igazi működését.
Az ilyen idegsejtek létrehozása azt sugallja, hogy a test különféle funkcióinak helyreállítása érdekében most már lehetséges a régi vagy már elpusztult utak és sejtek kicserélése segítségükre. Az új találmány különösen az Alzheimer-kórban vagy más hasonló állapotban szenvedő betegek számára hasznos.
Vladimir Kuznetsov