Ученые смогли записать «разговор» искусственных нейронов с биологическими нейронами
Наши нейроны разговаривают в «мелодиях»; понимание их ритмов оказалось ключом к созданию нового устройства, которое могло бы подключиться к их коммуникации.
Точно так же, как очки могут помочь нашим глазам, надежда состоит в том, что искусственное мозговое вещество может однажды помочь нашему мозгу, если он работает не так, как мог бы.
Международная группа исследователей разработала нейропротез, который использует свет в качестве средства связи, в отличие от предыдущих устройств, используемых для связи с нейронами, которые комуницируют на электрических выходах. Этот метод называется оптогенетикой и обеспечивает больший контроль, чем в электрических аналогах.
«Достижения в области оптогенетических технологий позволили нам точно нацелить нейроны в очень маленькой области нашей биологической нейронной сети», — сказал инженер Тимоти Леви из Токийского университета.
Оптогенетика включает также модификацию биологических нейронов. Лабораторная биологическая нейронная сеть была генетически спроектирована для производства светочувствительных белков, полученных из водорослей, которые запускают нейроны, реагирующие при воздействии синего света.
Ученые могут довольно точно выбрать, какой тип нейрона или местоположение нейронной сети модифицировать белками опсина.
Исследователи использовали искусственную нейронную сеть для создания двоичных ритмов синего света, нацеленных на область 0,8 на 0,8 миллиметра в пределах большой биологической сети. Биологические нейроны реагировали через изменения своего собственного ритма как локально, так и по всей сети. Их ответ был получен с помощью кальциевой визуализации и электродных датчиков.
«Ключом к нашему успеху было понимание того, что ритмы искусственных нейронов должны соответствовать ритмам реальных нейронов», — пояснил Леви.
«Как только мы смогли это сделать, биологическая сеть смогла ответить на «мелодии», посланные искусственной сетью».
Хотя у некоторых ученых есть амбициозные мечты о биогибридно-улучшенных людях (трансгуманизм), мы еще далеки от этого.
Исследование было опубликовано в Scientific Reports.
Источники: Фото: (S. Jeong/NICHD)
