Χρόνιες παθήσεις : Οι πρώτοι τεχνητοί νευρώνες στη μάχη καταπολέμησής τους

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.

Βιονικοί νευρώνες

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.

Τι έδειξαν τα πειράματα

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.

Πηγή: ΑΠΕ-ΜΠΕ