Ce implicații poate avea crearea primilor neuroni artificali?

Neuronii bionici pot primi semnale electrice de la celule nervoase sănătoase şi le pot procesa în fel natural, după care pot trimite noi semnale celorlalţi neuroni. Una dintre primele aplicaţii ar putea fi tratarea unei forme de insuficienţă cardiacă petrecută atunci când un circuit neuronal de la baza creierului se deteriorează din cauza vârstei sau a bolilor şi nu mai poate trimite semnalele electrice corecte pentru ca inima să pompeze sânge normal.

Mai degrabă decât să fie implantaţi direct în creier, neuronii artificiali sunt inseraţi în microcipuri late de câţiva milimetri. Cipurile sunt baza unor dispozitive care sunt apoi montate direct în sistemul nervos, de exemplu prin interceptarea semnalelor care călătoresc între creier şi muşchii piciorului.

„Orice zonă care se confruntă cu o boală degenerativă, precum boala Alzheimer, acolo unde neuronii nu mai trimit impulsuri din cauza vârstei, bolii, sau leziunilor, poate fi ajutată de un implant de neuroni artificiali care să facă treaba neuronilor naturali afectaţi”, spune Alain Nogaret, fizicianul care a condus proiectul la Universitatea din Bath.

Descoperirea vine după ce cercetătorii au observat că pot modela neuroni vii într-un program pe calculator şi să le recreeze felul în care trimit impulsuri într-un cip de silicon cu o acurateţe de peste 94%. Programul permite cercetătorilor să copieze întreaga varietate de neuroni care poate fi găsită în sistemul nervos uman.

Potrivit cercetătorilor, pot fi construiți neuroni bionici bazaţi pe oricare dintre celule nervoase aflate în creier, coloana vertebrală sau spaţii mai îndepărtate are sistemului nervos periferic, precum neuronii de senzaţie din piele.

Chiar şi cu mai multe eforturi direcţionate spre dezvoltarea neuronilor artificiali, va mai dura până ce aceştia vor putea să ajute pacienţii, dar dacă se dovedesc a fi siguri şi eficienţi, ei ar putea fi folosiţi pentru a soluţiona o multitudine de probleme: scăderea memoriei, vindecarea paraliziei, crearea de membre artificiale (bionice) pentru pacienții care au suferit amputații.

„Potențialul lor este nelimitat. Avem acum fundamentele înțelegerii modului în care funcționează. Pot fi utilizați izolați sau în rețele, alcătuind rețele neuronale capabile să preia funcții ale creierului”, spune Julian Paton, coatur al studiului.

Referințe:

• Abu-Hassan, K., Taylor, J.D., Morris, P.G. et al. Optimal solid state neurons. Nat Commun 10, 5309 (2019) doi:10.1038/s41467-019-13177-3