Mokslas ir IT

2019.12.04 16:16

Bioninius neuronus kuriantys mokslininkai tiki, kad jie padės paralyžiuotiems žmonėms vėl judėti

LRT.lt2019.12.04 16:16

Mokslininkai sukūrė dirbtinius neuronus, kuriuos galima implantuoti pacientams, kad būtų įveiktas paralyžius, atkurtos nutrūkusios smegenų grandinės, protas būtų sujungtas su įvairiais įrenginiais, skelbia „The Guardian“.

Bioniniai neuronai gali priimti elektrinius signalus iš sveikų nervinių ląstelių ir juos apdoroti prieš perduodami naujus signalus kitiems neuronams arba raumenims ir organams kitoje kūno vietoje.

Viena iš pritaikymo sričių gali būti širdies nepakankamumo gydymas. Širdies nepakankamumas išsivysto, kai tam tikra smegenų nervinė grandinė pradeda neveikti dėl amžiaus ar ligos ir nesugeba siųsti tinkamų signalų, kad širdis tinkamai atliktų savo darbą.

Užuot implantuoti tiesiai į smegenis, dirbtiniai neuronai yra įmontuojami į kelių milimetrų pločio, labai mažos galios mikroschemas. Lustai sudaro pagrindą prietaisams, kurie jungiasi tiesiai į nervų sistemą, pavyzdžiui, perimdami signalus, kurie sklinda tarp smegenų ir kojų raumenų.

„Beveik bet kokios neurodegeneracinės ligos, pavyzdžiui, Alzheimerio atveju, kai neuronai nustoja tinkamai „šaudyti“ dėl amžiaus, ligos ar sužalojimo, teoriškai klaidingą biocirkuliaciją galėtumėte pakeisti sintetiniu pakaitalu“, – sakė Alainas Nogaretas, fizikas, vadovavęs projektui Batho universitete.

Proveržis įvyko tada, kai tyrėjai nustatė, kad jie gali modeliuoti gyvus neuronus kompiuterio programoje ir tada atkurti „šaudymo“ schemas silicio drožlėse didesniu nei 94% tikslumu. Programa leidžia mokslininkams imituoti visą nervų sistemoje aptinkamą neuronų įvairovę.

Žurnale „Nature Communications“ tyrėjai aprašė, kaip jie į programą įvedė duomenis, įrašytus iš dviejų tipų žiurkių neuronų. Neuronai buvo iš hipokampo, regiono, kuris yra labai svarbus atminčiai ir mokymuisi, arba buvo svarbūs valdant pasąmoninį kvėpavimą.

Po tokios simuliacijos mokslininkai tvirtina, kad dabar jie gali kurti bioninius neuronus, pagrįstus bet kuriomis tikromis nervų ląstelėmis, esančiomis smegenyse, nugaros smegenyse ar atokesnėse periferinės nervų sistemos vietose, tokiose kaip sensoriniai neuronai odoje.

Dirbtiniai neuronai priima ir siunčia signalus, todėl jie gali būti naudojami gaminant implantus, kurie reaguoja į nervų grįžtamojo ryšio signalus, kurie nuolat sklinda visame kūne.

„Pagaliau geriau suprantame, kaip veikia smegenys, todėl šių žinių potencialas yra beribis. Dabar mes daugiau žinome apie smegenų funkcinį vienetą ir galime bandyti pagerinti atmintį, įveikti paralyžių ir kovoti su sunkiomis ligomis“, – sakė tyrimo autorius Julianas Patonas, dirbantis Bristolio ir Ouklando universitetuose.

Mokslininkai pripažįsta, kad dirbtinių neuronų tobulinimas ir bandymai gali užtrukti, tačiau, įrodžius, kad jie yra saugūs, jie iš karto galės paralyžiuotiems žmonėms sugrąžinti judėjimo džiaugsmą.

Pasak tyrėjų, jie nesiekia sukurti dirbtinių smegenų, jie tiesiog ieško būdų tam tikroms smegenų grandinėms atkurti.