Ett kiselchip som efterliknar hjärnans nervceller kan hjälpa till att bekämpa förlamning

Kategori: Bioteknik Postad 04 dec

Konstgjorda neuroner som efterliknar hur vår kropps nervceller överför elektriska signaler kan en dag hjälpa patienter med nervskador.

Budbärare: Neuronerna är inbyggda i små kiselchips (bilden ovan) och kan användas för att skicka signaler mellan nervceller som kan skadas av sjukdom eller skada. Det avgörande är att chipsen bara behöver en miljarddel av kraften hos en standardmikroprocessor, vilket innebär att de teoretiskt sett skulle kunna användas i medicinska implantat för att hjälpa till att behandla kroniska sjukdomar som hjärtsvikt eller Alzheimers.

Hur de utvecklades: Forskarna använde en simulering för att modellera hur två typer av nervceller hos råttor skjuter som svar på stimuli: de andningsorgan som är ansvariga för andningen och de i hippocampus. Modellerna översattes till kiselchips där kopior av biologiska jonkanaler (som överför signaler i kroppen) skapades. Processen beskrevs i en tidning i Naturkommunikation .

Stand-in: I teorin kan kretsar av artificiella neuroner replikera den sunda funktionen hos sviktande nervceller och skicka vidare elektriska meddelanden mellan olika delar av kroppen. Till exempel, när någons hjärta sviker, svarar nervceller i hjärnan inte ordentligt på nervsystemets feedback, så hjärtat pumpar inte så hårt som det borde. Ett chip som innehåller artificiella neuroner skulle kunna överföra rätt signal för att få det tillbaka på rätt spår.

Faktum är att några av forskarna nu utvecklar smarta pacemakers med dessa chips inbäddade. Tester på råttor visade att detta tillvägagångssätt var mer effektivt än bara en vanlig pacemaker - även om det fortfarande är lång tid innan någon sådan enhet är redo att implanteras i mänskliga patienter.