Opracowano sztuczne neurony spełniające wszystkie funkcje prawdziwych

Zespół naukowców z uniwersytetów w Bath, Bristolu, Zurychu i Auckland opracował pierwsze sztuczne neurony, które działają dokładnie tak samo jak prawdziwe. Wynalazek może znaleźć zastosowanie w leczeniu wad serca oraz choroby Alzheimera i innych chorób neurologicznych. Ich ogromną zaletą jest również niskie zapotrzebowanie na moc mikroprocesora.

Opracowanie sztucznych neuronów, które będą odpowiadać na sygnały elektryczne z układu nerwowego jak prawdziwe, było największym celem medycyny od dziesiątek lat, ponieważ umożliwia leczenie pacjentów których neurony nie pracują prawidłowo, albo wręcz obumarły. Sztuczne neurony dają możliwość naprawienia uszkodzonych bioobwodów poprzez powielenie ich zdrowych funkcji, przywracając w konsekwencji prawidłowe funkcjonowanie organizmu.

Naukowcy opracowali modele i równania, wyjaśniające w jaki sposób neurony odpowiadają na impulsy elektryczne z innych nerwów. Odpowiedzi potrafią być znacznie silniejsze od tych impulsów ; mechanizm ich powstawania jest trudny do wytłumaczenia.

Następnie zaprojektowano silikonowe chipy, odzwierciedlające kanały jonowe. Naukowcy dokładnie powielili dynamikę neuronów hipokampalnych i oddechowych szczurów, będących pod wpływem silnych bodźców. Jak mówi kierujący projektem,  prof. Alain Nogaret z wydziału fizyki uniwersytetu w Bath:

Do tej pory neurony były jak czarne pudełka. Nam udało się je otworzyć i zajrzeć do środka. Nasza praca jest zmianą paradygmatu, ponieważ zapewnia niezawodną metodę odtwarzania elektrycznych właściwości prawdziwych neuronów.

Dalej, profesor Nogaret mówi:

Pracujemy również nad inteligentnymi rozrusznikami serca, które nie tylko będą pobudzać jego pracę i ustawiać stały rytm, ale również odpowiedzą w czasie rzeczywistym na żądania wysyłane z innych części organizmu, jak to się dzieje w sercu zdrowym.

Profesor Giacomo Indivieri, współtwórca projektu dodaje:

Otworzyliśmy nowe horyzonty dla tworzenia neuromorficznych chipów dzięki unikalnemu podejściu do identyfikowania kluczowych parametrów obwodów analogowych.

Na wielkie znaczenie omawianego wynalazku wskazuje również profesor Julian Paton, fizjolog z uniwersytetów w Auckland i Bristolu:

Powielenie odpowiedzi neuronów oddechowych […] jest bardzo ekscytujące. otwiera ogromne możliwości dla inteligentnych urządzeń medycznych, które dążą do zindywidualizowanego podejścia medycznego do szeregu chorób i niepełnosprawności.

A.W.K.