Първият по рода си изкуствен неврон може да ни позволи да въздействаме на мозъчните наранявания със силиций
Сливането на човек и машина е основен елемент на научната фантастика и е в основата на философията на трансхуманизма. Свързването на мозъка ни с компютри се оказва невероятно трудно. Все пак и двете работят на принципа на електрическите импулси.
Повлияване на мозъчни травми
Колко удобно би било, ако мозъчна травма може да бъде поправена с компютърен чип. Подобно въздействие не е твърде далеч в бъдещето. Изследователи докладваха за изкуствен неврон в твърдо състояние, който точно моделира поведението на биологичните нервни клетки. Екипът от учени казва, че устройствата могат да бъдат включени в биологични невронни вериги за поправяне на щети или болести.
Подобен пробив предоставя надежден метод за възпроизеждане на електрическите свойства на реалните невронни клетки. Основната причина да е толкова трудно точното възпроизвеждане на поведението на невроните е поради начинът, по който те реагират на стимулиране.
Изследователите решават проблема, като събират данни от два вида неврони на плъх. Първият е от хипокампусния мозък, който участва в ученето и запаметяването, а вторият – от дихателния център, който контролира дишането.
Те са използвали тези данни, за да оценят параметрите, които контролират преминаването на йоните през невроните. Така се е стигнало до създаването на модел, който обяснява как невроните реагират на стимули от други нерви. Въпросният модел е използван за проектирането на аналогови силиконови чипове, които моделират точно поведението на реалните неврони.
Чиповете са били приложени към 60 различни протокола за стимулиране. Сравняването на отговорите им с тези, наблюдавани в хипокампуса на невроните и мозъчните стволове на плъхове, са дали 94-процентова точност.
Бионичните неврони са много по-практични за дългосрочни приложения вътре в тялото. Всеки чип е с диаметър приблизително 0,1 милиметра, но много от тях трябва да бъдат комбинирани, за да се създаде практичен имплант, който да бъде широк няколко милиметра.
Ceryx
Изследователите основават компания, наречена Ceryx, за да започнат разработването на интелигентен пейсмейкър, който използва бионичните неврони за реакция на сигнали, а не просто да осигурява постоянен ритъм като обикновената машинка. Този подход е общ и може да се използва за възпроизвеждане на който и да е от много различни видове неврони в тялото.
Това би могло да направи възможно поправянето на дефектни вериги, които причиняват състояния като сърдечна недостатъчност и сънна апнея. Потенциално биха могли да се заменят увредени нерви, причиняващи гръбначни наранявания или да помогнат за свързване на роботизирани крайници с нервната система на хората.
Препятствия по пътя на учените
Едно потенциално ограничение е, че бионичните неврони не репликират сложната свързаност на реалните. Техният модел не покрива множеството разклонени дендрити, които свързват невроните един с друг. Добавянето на тази динамика може да изисква допълнителни компоненти. Все още е немислимо възпроизвеждането на по-големи и сложни мозъчни схеми. А може да се каже, че сме на светлинни години от възможността да се възпроизведе цял мозък.
Подходът е изключително трудоемък и сложен. На този етап би могъл да се прилага само за малки единци. Такива са например, дихателните неврони. Съществуват малки невронни контролни вериги, които са жизненоважни и трудни за имитиране.
