Neuron nhân tạo đầu tiên trên thế giới được phát triển trên 1 con chip silicon

Trong một tương lai không xa, neuron nhân tạo có thể được sử dụng trong cuộc chiến chống lại bệnh Alzheimer và các bệnh mãn tính liên quan đến não.

Các nhà khoa học từ Đại học Bath và Đại học Bristol ở Anh vừa phát triển một loại chip silicon đầu tiên hoạt động giống như một tế bào não, có khả năng đăng ký và phản hồi tín hiệu điện từ hệ thần kinh với tất cả sự phức tạp của tế bào thần kinh của động vật có vú.

Neuron nhân tạo đầu tiên trên thế giới.

“Cho đến bây giờ tế bào thần kinh giống như hộp đen, nhưng chúng tôi đã mở được hộp đen và nhìn vào bên trong. Công việc của chúng tôi là thay đổi mô hình bởi vì nó cung cấp một phương pháp mạnh mẽ để tái tạo các tính chất điện của các tế bào thần kinh thực sự chi tiết trong vài phút.

Nhưng nó rộng hơn thế, bởi vì các tế bào thần kinh của chúng ta chỉ cần 140 nanoWatt năng lượng. Đó là nhu cầu năng lượng của một bộ vi xử lý, một nỗ lực khác để tạo ra các tế bào thần kinh tổng hợp đã sử dụng. Điều này làm cho các tế bào thần kinh phù hợp với cấy ghép điện tử sinh học để điều trị bệnh mãn tính”, giáo sư Alain Nogaret, tác giả chính đến từ Khoa Vật lý của Đại học Bath, giải thích.

Báo cáo trên tạp chí Nature Communications, nhóm nghiên cứu đã bắt chước cách thức hoạt động của các tế bào thần kinh động vật có vú bằng cách nghiên cứu hoạt động của các loại tế bào thần kinh khác nhau ở chuột dưới một loạt các kích thích. Dữ liệu này sau đó được sử dụng để lập trình mạch điện tử tương tự nhỏ.

Một trong những thách thức chính trong việc này là bản chất "phi tuyến tính" của các phản ứng thần kinh. Ví dụ, phản ứng từ một tế bào thần kinh có thể không nhất thiết phải mạnh gấp đôi chỉ vì tín hiệu mà nó nhận được mạnh gấp đôi.

Theo các nhà nghiên cứu, kiến ​​thức thu được từ nghiên cứu này có khả năng có thể được sử dụng như cấy ghép điện tử sinh học để thay thế các mạch thần kinh bị hư hỏng liên quan đến một loạt các tình trạng thần kinh khác nhau.

“Chúng tôi hiện đang tiếp tục phát triển máy tạo nhịp tim thông minh sẽ không kích thích tim để bơm với tốc độ ổn định mà sử dụng các tế bào thần kinh này để đáp ứng trong thời gian thực với các yêu cầu đặt vào tim, đó là điều xảy ra tự nhiên trong một trái tim khỏe mạnh”, giáo sư Nogaret nhấn mạnh.