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.
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.
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.
Ουσιαστικά, οι τεχνητοί νευρώνες δεν συμπεριφέρονται μόνο σαν βιολογικοί νευρώνες, αλλά χρειάζονται μόνο ένα δισεκατομμύριο από τη δύναμη ενός μικροεπεξεργαστή, καθιστώντας τους ιδανικά κατάλληλους για χρήση σε ιατρικά εμφυτεύματα και άλλες βιο-ηλεκτρονικές συσκευές.
Ο καθηγητής Alain Nogaret, από το Τμήμα Φυσικής του Πανεπιστημίου του Bath, που ηγήθηκε του σχεδίου είπε: “Μέχρι τώρα οι νευρώνες ήταν σαν τα μαύρα κουτιά, αλλά καταφέραμε να ανοίξουμε το μαύρο κιβώτιο και να κοιτάξουμε μέσα. Η δουλειά μας αλλάζει το παράδειγμα, επειδή παρέχει μια ισχυρή μέθοδο αναπαραγωγής των ηλεκτρικών ιδιοτήτων των πραγματικών νευρώνων στην μικρότερη λεπτομέρεια.
“Αλλά είναι ευρύτερο από αυτό, επειδή οι νευρώνες μας χρειάζονται μόνο 140 nanowatt ενέργεια. Αυτό είναι ένα δισεκατομμυριοστό της απαίτησης ισχύος ενός μικροεπεξεργαστή, τον οποίο άλλες προσπάθειες να κάνουν συνθετικούς νευρώνες έχουν χρησιμοποιήσει. Αυτό κάνει τους νευρώνες κατάλληλους για βιοηλεκτρονικά εμφυτεύματα για τη θεραπεία χρόνιων παθήσεων.
“Για παράδειγμα, αναπτύσσουμε έξυπνους βηματοδότες που δεν θα τονώσουν μόνο την καρδιά να αντλούν με σταθερό ρυθμό, αλλά χρησιμοποιούν αυτούς τους νευρώνες για να ανταποκρίνονται σε πραγματικό χρόνο στις απαιτήσεις που τίθενται στην καρδιά – πράγμα που συμβαίνει φυσικά σε μια υγιή καρδιά. Άλλες πιθανές εφαρμογές θα μπορούσαν να είναι στη θεραπεία περιπτώσεων όπως οι νόσοι Alzheimer και οι νευρωνικές εκφυλιστικές ασθένειες γενικότερα.
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.
Πηγή: ΑΠΕ-ΜΠΕ, Neurosciencenews
