Uma equipe de cientistas da Universidade de Bath desenvolveu um dispositivo eletrônico que, de acordo com os desenvolvedores,
copia o comportamento dos neurônios . Até agora, um neurônio artificial desempenha o papel de apenas um dos tipos de células nervosas humanas que funcionam no cérebro - as responsáveis pela respiração e batimentos cardíacos.
No entanto, os desenvolvedores disseram que sua tecnologia possibilita a criação de outros neurônios, tanto os que atuam no cérebro quanto os localizados nas terminações nervosas do corpo. A principal tarefa que os neurônios eletrônicos realizam é reproduzir a atividade elétrica das células reais.
E não apenas atividade, mas o trabalho que um neurônio real faria se estivesse conectado a outras células. É como um simulador analógico que não realiza cálculos e não funciona com um "dígito".
Vale ressaltar que a ideia subjacente ao projeto não é nova. Foi dublado pelos cientistas Alan Lloyd Hodgkin e Andrew Huxley em meados do século XX. Eles sugeriram que um neurônio poderia ser reproduzido artificialmente. Para fazer isso, você precisa usar uma membrana que funcione como um circuito elétrico. Por sua vez, consiste em quatro elementos diferentes, incluindo um capacitor e três canais de íons independentes com condutividade variável.
Os cientistas também desenvolveram um modelo matemático que descreve a operação de canais iônicos com condutividade variável. Como se viu, esse modelo realmente funciona, mas apenas na teoria e em experimentos relacionados à eletricidade.
E é necessário criar um neurônio artificial, pois essa é a única maneira de restaurar, por exemplo, um sistema nervoso danificado. Mas elementos adicionados que substituem os artificiais ou danificados devem funcionar como neurônios reais.
Esse problema é resolvido por um neurônio artificial, desenvolvido sob a orientação do cientista Alain Nogare. Segundo os cientistas, em um neurônio artificial um circuito elétrico específico, é possível reproduzir a reação de um neurônio real a fatores externos.
A desvantagem do desenvolvimento agora é o tamanho grande do dispositivo. Este é um chip de silício. Mas o sistema é totalmente consistente com o modelo Hodgkin-Huxley e com os modelos mais recentes. A precisão do chip é de cerca de 96%.
Os cientistas decidiram testar o funcionamento de um neurônio, para o qual modelaram um sistema real - as células piramidais do hipocampo e os neurônios do centro respiratório do rato. Esse sistema foi escolhido por causa de seu excelente conhecimento: os cientistas sabem como e onde as células nervosas estão localizadas e sabem a proporção de neurônios. Como resultado, descobriu-se que análogos artificiais podem ser criados a partir de neurônios artificiais, desde que seis tipos de canais de íons modelo sejam introduzidos com um algoritmo de trabalho específico.
Em seguida, várias seqüências de sinais elétricos foram testadas nos sistemas criados. Como se viu, a precisão da reprodução dos pulsos estava muito próxima das condições reais -
de 94% a 97% .
Depois que as informações sobre o estudo apareceram na rede, eles começaram a falar sobre o projeto de que ele poderia se tornar o principal para o tratamento de doenças associadas a danos ao sistema nervoso. No entanto, isso não é inteiramente verdade, o uso prático dos resultados do projeto ainda está muito distante.
O principal problema é que o "neurônio" é muito grande, é um chip. Implantá-lo no corpo não é uma tarefa fácil, complicada pelo fato de você ainda precisar criar conexões entre células artificiais. Essas ligações formam canais que conduzem corrente elétrica.
No entanto, o desenvolvimento de próteses biônicas simples, bem como interfaces para conectar o sistema nervoso humano a um computador, é bastante promissor. Aqui, há uma oportunidade de usar chips agora, então os autores do projeto provavelmente estudarão essa possibilidade em um futuro próximo.
