طور فريق من العلماء من جامعة باث جهازًا إلكترونيًا ، وفقًا للمطورين ،
ينسخ سلوك الخلايا العصبية . حتى الآن ، تلعب الخلايا العصبية الاصطناعية دور واحد فقط من أنواع الخلايا العصبية البشرية التي تعمل في الدماغ - تلك المسؤولة عن التنفس ونبض القلب.
ومع ذلك ، قال المطورون إن تقنيتهم تجعل من الممكن إنشاء خلايا عصبية أخرى ، سواء تلك التي تعمل في الدماغ وتلك الموجودة في النهايات العصبية في جميع أنحاء الجسم. تتمثل المهمة الرئيسية التي تؤديها الخلايا العصبية الإلكترونية في إعادة إنتاج النشاط الكهربائي للخلايا الحقيقية.
وليس فقط النشاط ، ولكن العمل الذي ستقوم به الخلية العصبية الحقيقية إذا كان مرتبطًا بخلايا أخرى. هذا يشبه المحاكاة التناظرية التي لا تؤدي الحسابات ولا تعمل مع "رقم".
تجدر الإشارة إلى أن الفكرة الأساسية للمشروع ليست جديدة. تم التعبير عن ذلك من قبل العلماء آلان لويد هودجكين وأندرو هكسلي في منتصف القرن العشرين. اقترحوا أن الخلايا العصبية يمكن أن تتكاثر بشكل مصطنع. للقيام بذلك ، تحتاج إلى استخدام غشاء يعمل مثل الدائرة الكهربائية. ويتكون ذلك ، بدوره ، من أربعة عناصر مختلفة ، بما في ذلك مكثف وثلاث قنوات أيون مستقلة ذات الموصلية المتغيرة.
طور العلماء أيضًا نموذجًا رياضيًا يصف تشغيل القنوات الأيونية بموصلية متغيرة. كما اتضح ، هذا النموذج يعمل حقًا ، ولكن فقط من الناحية النظرية وفي التجارب المتعلقة بالكهرباء.
وهناك حاجة لإنشاء خلية عصبية اصطناعية ، لأن هذه هي الطريقة الوحيدة لاستعادة ، على سبيل المثال ، الجهاز العصبي التالف. لكن العناصر المضافة التي تحل محل العناصر الاصطناعية أو التالفة يجب أن تعمل مثل الخلايا العصبية الحقيقية.
يتم حل هذه المشكلة عن طريق الخلايا العصبية الاصطناعية ، وضعت تحت إشراف العالم آلان Nogare. وفقا للعلماء ، في الخلايا العصبية الاصطناعية دائرة كهربائية معينة ، فإنه من الممكن إعادة إنتاج رد فعل الخلايا العصبية الحقيقية لعوامل خارجية.
عيب التطوير الآن هو الحجم الكبير للجهاز. هذا هو رقاقة السيليكون. ولكن بعد ذلك يتوافق النظام تمامًا مع كل من طراز Hodgkin-Huxley والنماذج الأحدث. دقة الشريحة حوالي 96 ٪.
قرر العلماء اختبار تشغيل الخلايا العصبية ، والتي قاموا بتصميم نموذج حقيقي لها - الخلايا الهرمية في الحصين والخلايا العصبية في مركز الجهاز التنفسي للفئران. تم اختيار هذا النظام بسبب معرفته الممتازة: يعرف العلماء كيف وأين تقع الخلايا العصبية ، وهم يعرفون نسبة الخلايا العصبية. ونتيجة لذلك ، اتضح أنه يمكن إنشاء نظائرها الاصطناعية من الخلايا العصبية الاصطناعية ، بشرط تقديم ستة أنواع من قنوات الأيونات النموذجية باستخدام خوارزمية محددة من العمل.
ثم ، تم اختبار تسلسل الإشارات الكهربائية المختلفة على الأنظمة التي تم إنشاؤها. كما اتضح ، كانت دقة تكاثر البقول قريبة جدًا من الظروف الحقيقية -
من 94٪ إلى 97٪ .
بعد ظهور معلومات حول الدراسة على الشبكة ، بدأوا يتحدثون عن المشروع بأنه يمكن أن يصبح الرئيسي لعلاج الأمراض المرتبطة بتلف الجهاز العصبي. ومع ذلك ، هذا ليس صحيحًا تمامًا ، لا يزال الاستخدام العملي لنتائج المشروع بعيدًا جدًا.
المشكلة الرئيسية هي أن "الخلايا العصبية" كبيرة للغاية ، إنها شريحة. إن زرعها في الجسم ليس بالمهمة السهلة ، الأمر الذي يعقده حقيقة أنك لا تزال بحاجة إلى إنشاء روابط بين الخلايا الاصطناعية. هذه الروابط تشكل القنوات التي تجري التيار الكهربائي.
ومع ذلك ، فإن تطوير الأطراف الاصطناعية البسيطة ، وكذلك واجهات توصيل الجهاز العصبي البشري بجهاز الكمبيوتر ، يعد أمرًا واعدًا للغاية. هنا ، هناك فرصة لاستخدام الرقائق الآن ، لذلك من المرجح أن يدرس مؤلفو المشروع هذا الاحتمال في المستقبل القريب.
