Hva kan du forestille deg hvis du savner begrepet "kunstige nevroner"? Sikkert noe som kappede ledninger som vises regelmessig for oss i science fiction-filmer. I livet ser imidlertid alt annerledes ut. Skjønt, riktignok, det er ikke mindre futuristisk og interessant. For eksempel oppfant et internasjonalt team av forskere nylig kunstige nevroner på silisiumchips som oppfører seg akkurat som virkelige. Dette er den første enheten i sitt slag. Noe som dessuten er egnet for transplantasjon hos mennesker.
Hvorfor trengs kunstige nevroner?
I følge nettstedet til University of Bath (UK) er de nye kunstige nevronene utmerkede for behandling av kroniske sykdommer som hjertesvikt, Alzheimers sykdom og andre problemer forbundet med degenerasjon av nervefiber. Det er kritisk viktig at kunstige nevroner ikke bare oppfører seg på samme måte som biologiske nevroner, men praktisk talt heller ikke trenger en strømkilde (det innebygde batteriet "vil vare livet ut"), noe som gjør dem ideelle for bruk i medisinske implantater og andre bioelektriske enheter.
Forskerteamet, ledet av University of Bath og inkludert forskere fra universitetene i Bristol, Zurich og Auckland, argumenterer for at kunstige nevroner reagerer på elektriske signaler fra nervesystemet som virkelige, som mange har prøvd å oppnå i flere tiår.
Eksperter gir også et eksempel på bruk av teknologi. For eksempel, ved hjertesvikt, reagerer ikke nevronene i bunnen av hjernen ordentlig på signaler fra nervesystemet, og de på sin side sender ikke de riktige signalene til hjertet, som ikke fungerer som det skal. Å bytte ut "ødelagte" nevroner med kunstige løser dette problemet.
En av de viktigste designutfordringene var den ikke-lineære responsen fra nevroner. Svarene fra nevroner kan være uforutsigbare: hvis signalet som sendes er veldig sterkt, er det slett ikke nødvendig at responsen vil være den samme. Matematiske beregninger og nøye modellering basert på disse ikke-lineære responsene har gjort det mulig å lage kunstige nevroner som reagerer på stimuli på samme måte som å leve sunt vev.
Salgsfremmende video:
Etter å ha utledet mønstre fra matematiske modeller, utviklet forskerne silisiumchips som trofast reproduserte biologiske ionekanaler (en av hovedkomponentene som gir ledende funksjon av nevroner), før de beviste at deres "silisiumneuroner" nøyaktig etterlignet hvordan virkelige fungerer.
Opprettelsen av slike nevroner antyder at det nå er mulig å erstatte gamle eller allerede døde veier og celler med deres hjelp for å gjenopprette forskjellige funksjoner i kroppen. Spesielt vil den nye oppfinnelsen være nyttig for pasienter med utvikling av Alzheimers sykdom og andre lignende tilstander.
Vladimir Kuznetsov
