Исследователи создали первый в мире искусственный нейрон, который способен имитировать функции органических клеток мозга, включая способность переводить химические сигналы в электрические импульсы и общаться с другими клетками человека.
Эти искусственные нейроны размером с ноготь не содержат «живой» части, но команда работает над их сжатием, чтобы их можно было имплантировать в людей. Это позволит врачам эффективно заменять повреждённые нервные клетки и разрабатывать новые методы лечения неврологических расстройств, таких как травмы спинного мозга и болезни Паркинсона.
«Наш искусственный нейрон состоит из проводящих полимеров и функционирует как человеческий нейрон», — сказала в пресс-релизе ведущий исследователь из Каролинского института в Швеции, Агнета Рихтер-Далфорс.
До сих пор учёные были в состоянии только стимулировать клетки головного мозга с помощью электрических импульсов, которые передают информацию в клетки. Но в нашем организме они стимулируются химическими сигналами, тем самым общаясь с другими нейронами.
Подключая биосенсоры на основе ферментов к органическим электронным ионным насосам, Рихтер-Далфорс и её команде удалось создать искусственный нейрон, который может имитировать эту функцию, и учёные показали, что он может химически взаимодействовать с органическими клетками головного мозга, даже на больших расстояниях.
«Чувствительный компонент искусственного нейрона реагирует на изменение химических сигналов в одной месте и переводит это в электрический сигнал, — сказала Рихтер-Далфорс. — Этот электрический сигнал далее переводится на выпуск нейромедиатора ацетилхолина в другом месте, воздействие которого на живые клетки человека можно контролировать».
Это означает, что искусственные нейроны теоретически могут быть интегрированы в сложные биологические системы, такие как наш организм, и они могут позволить учёным заменить или обойти повреждённые нервные клетки. Итак, представьте, что будет устройство для восстановления функций парализованных пациентов или лечения повреждений головного мозга.
«Далее мы хотели бы миниатюризировать это устройство, чтобы было возможно имплантировать его в тело человека, — сказала Рихтер-Далфорс. — Мы планируем в будущем, благодаря концепции беспроводной связи, поместить биосенсор в одну часть, а триггер выпуска нейротрансмиттеров в отдалённом месте. С использованием такой авторегулируемой системы зондирования и доставки и возможности дистанционного управления открываются новые и интересные возможности для будущих исследований и лечения неврологических расстройств».
Результаты лабораторных испытаний были опубликованы в журнале «Биосенсоры и биоэлектроника».
Мы действительно с нетерпением ждём результатов этого исследования. Потенциал для лечения неврологических расстройств невероятно захватывающий. Искусственные нейроны могут в один прекрасный день также помочь нам дополнить наши умственные способности и добавить дополнительную память или предложить более быструю обработку данных, что открывает некоторые довольно удивительные возможности.
