Τετάρτη, 4 Δεκεμβρίου 2019

Οι πρώτοι τεχνητοί νευρώνες στη μάχη κατά των χρόνιων παθήσεων. World first as artificial neurons developed to cure chronic diseases

Τους πρώτους στον κόσμο τεχνητούς νευρώνες πάνω σε ένα τσιπάκι πυριτίου πλάτους λίγων χιλιοστών, οι οποίοι συμπεριφέρονται σχεδόν σαν τους πραγματικούς στον εγκέφαλο, δημιούργησε μια διεθνής ομάδα επιστημόνων. Artificial neurons on silicon chips that behave just like the real thing have been invented by scientists - a first-of-its-kind achievement with enormous scope for medical devices to cure chronic diseases, such as heart failure, Alzheimer's, and other diseases of neuronal degeneration. This is one of the artificial neurons in its protective casing. Credit: University of Bath

Το επίτευγμα ανοίγει νέες δυνατότητες για τη δημιουργία βιοηλεκτρονικών ιατρικών συσκευών και εμφυτευμάτων που θα βοηθήσουν στη θεραπεία χρόνιων παθήσεων, όπως η καρδιακή ανεπάρκεια, η νόσος Αλτσχάιμερ και άλλες νευροεκφυλιστικές παθήσεις, η παράλυση κ.α.

The tiny electric pulse has been mounted on a silicon chips for the first time and is designed to mimic the neurons in our nervous system. The chip is being held here by researcher Alain Hogaret with research associate Kamal Abu Hassan looking on.

Οι ερευνητές από τη Βρετανία, την Ελβετία και τη Νέα Ζηλανδία, με επικεφαλής τον καθηγητή Αλέν Νογκαρέτ του Τμήματος Φυσικής του βρετανικού Πανεπιστημίου του Μπαθ, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό «Nature Communications», ανέπτυξαν βιονικούς νευρώνες που μπορούν να ανταποκρίνονται στα ηλεκτρικά σήματα του νευρικού συστήματος όπως οι βιολογικοί νευρώνες και με τη σειρά τους να στέλνουν κατάλληλα σήματα σε άλλα νεύρα, στους μυς και στα όργανα του σώματος, κάτι που υπήρξε στόχος της ιατρικής έρευνας εδώ και δεκαετίες.

Έτσι, ανοίγονται νέοι δρόμοι για τη θεραπεία παθήσεων όπου οι νευρώνες δεν δουλεύουν σωστά ή έχουν καταστραφεί. Οι τεχνητοί νευρώνες θα μπορούν να εμφυτεύονται και να αντικαθιστούν τα μη λειτουργικά κυκλώματα των φυσικών νευρώνων. Για παράδειγμα, στην καρδιακή ανεπάρκεια οι νευρώνες στη βάση του εγκεφάλου δεν ανταποκρίνονται σωστά στα ερεθίσματα του νευρικού συστήματος, με αποτέλεσμα να μη στέλνουν στην καρδιά τα κατάλληλα ηλεκτρικά σήματα, η οποία έτσι δυσλειτουργεί.

Prof Alain Nogaret describes the significance of his work.

Οι νέοι νευρώνες από πυρίτιο μιμούνται με μεγάλη ακρίβεια (πάνω από 94%) τους πραγματικούς, όπως έδειξαν τα πειράματα σε ζώα. «Έως τώρα οι νευρώνες ήσαν σαν ένα μαύρο κουτί, όμως κατορθώσαμε να ανοίξουμε αυτό το μαύρο κουτί να κοιτάξουμε μέσα, βρίσκοντας μια μέθοδο να αναπαράγουμε τις ηλεκτρικές ιδιότητες των πραγματικών νευρώνων με μεγάλη λεπτομέρεια», δήλωσε ο Νογκαρέτ.

Οι τεχνητοί νευρώνες χρειάζονται μόνο 140 νανοβάτ ενέργειας, πράγμα που διευκολύνει πολύ την ενσωμάτωση τους σε βιοηλεκτρονικά κυκλώματα προς εμφύτευση στο σώμα, όπως «έξυπνους» βηματοδότες.