Текст: Андрей Весна
В Падуанском институте группа биологов из Германии, Италии и Швейцарии вместе с компанией Infineon Technologies сконструировала микросхему со встроенными клеточками мозга. «Нейрочип» NACHIP размером около мм содержит более 16 тыщ транзисторов, к которым белками прикреплены отростки нейронов. «Органическая» система обменивается с кремниевой электронными импульсами.
Нервный импульс – это изменение химического потенциала клеточки. Его обеспечивает движение заряженных частиц по ионным каналам. А именно, это движение может быть принужденным – если сделать разность потенциалов искусственно. Это и происходит, когда электронный прибор через «белковый мост» передает заряды клеточке. Клеточка в свою очередь может генерировать ток в электронной цепи, куда входят транзисторы. Такой механизм работы новейшей микросхемы.«Исследователи работали они поначалу с нейронами улитки как более большими и ординарными, а позже с нейронами крыс как более сложными и наименьшими по размеру» Использовав генную инженерию, исследователи (а работали они поначалу с нейронами улитки как более большими и ординарными, а позже с нейронами крыс как более сложными и наименьшими по размеру) видоизменили нейроны животных, увеличив в их оболочках число ионных каналов и повысив их активность.
По словам члена команды проекта Стефано Вассанелли, на данном шаге чип не способен решать сложные задачки, но может быть применен для тестирования фармацевтических средств, воздействующих на нервные ткани. Не считая того, похожие устройства могут пригодиться докторам при диагностике нервных расстройств, а в дальнейшем стать основой всеполноценных биокомпьютеров.
Может быть, потребуются десятилетия, чтоб достигнуть такового уровня в технологии, которого хватит для исцеления мозговых расстройств либо сотворения «живых» компов. Но в последнее время данное достижение поможет лекарственным компаниям испытывать их новые разработки: при помощи нейрочипа можно будет отследить деяния препаратов на нейроны и стремительно найти, по какому пути следует двигать исследования дальше.
Создание первой комбинированной микросхемы является огромным достижением, но, по словам Вассанелли, заморочек, подлежащих решению, много. Какой-то из них является разработка щадящего способа стимуляции нейронов, применение которого не разрушало бы клеточки.
На этот момент исследователи изучают метод избежать повреждения нейронов при стимуляции. Командой также рассматривается возможность использования особых генетических команд нейронов, при помощи которых можно будет управлять нейрочипом.
Как понятно, еще с 1985 года исследователи начали оценивать реальные способности сотворения имплантатов, которые обеспечивали бы прямой двухсторонний «интерфейс» меж людской нервной тканью и кремниевой электроникой. И сначала встал вопрос о том, как соединить меж собой две эти системы: жидкостную и кристаллическую. Другими словами, как сделать работоспособное кремниево-нейронное соединение?
1-ые экспериментальные результаты в этой области были достигнуты в 1991 и 1995 годах. Тогда нервные клеточки пиявки располагали на поверхности транзисторов и пробовали установить двухсторонний контакт меж клеточками и электрическими компонентами. Но эти чипы работали или с очень ограниченным числом нейронов, или с огромным числом, но не с каждым по отдельности, а с группами.
Сейчас же благодаря последнему открытию микробиологов стало реальным взаимодействие компьютера с набором живых клеток (персонально) с возможностью не только лишь получать от их информацию, да и оказывать влияние на работу генов в этих клеточках. Самое приметное в проекте NACHIP то, что отличает его от предыдущих работ, – «двусторонний подход» для решения трудности тесноватого и действенного взаимодействия живых нейронов и электроники.
Скорее всего, после опытов с нейронами животных экспериментаторы хотят перейти и к опытам с человечьими нейронами. Ну и задачка совмещения маленькой электроники с нервными клеточками в организме (а не на лабораторном столе) уже в том либо ином виде решена.
ужс я даже не могу представить как это больно 