Syntetyczne neurony działają prawie, jak naturalne

Szwedzki zespół stworzył syntetyczne neurony, które w dużej mierze przypominają prawdziwe i nawet mogą z nimi współpracować. W przyszłości wynalazek może pomóc w leczeniu ludzi.

Na łamach periodyku „Nature Materials” naukowcy z Uniwersytetu w Linköping opisali sztuczną komórkę nerwową, która odtwarza 15 z 20 najważniejszych cech naturalnego pierwowzoru.

Wynalazek nazywa się c-OECN, co stanowi skrót od „conductance-based organic electrochemical neuron” (oparty na przewodności organiczny, elektrochemiczny neuron).

„Jedno z największych wyzwań w tworzeniu sztucznych neuronów to reprodukcja zdolności biologicznych komórek do manipulowania jonami. Tradycyjne syntetyczne neurony zbudowane z krzemu mogą odtworzyć wiele naturalnych cech, ale nie mogą komunikować się za pomocą jonów. Nasze komórki c-OECN wykorzystują natomiast jony, dzięki czemu odtwarzają kilka kluczowych parametrów prawdziwych komórek nerwowych” – wyjaśnia kierujący badaniami Simone Fabiano.

Wcześniej jego zespół zaprezentował organiczny tranzystor nowego typu oraz organiczne, drukowane obwody elektroniczne.

Teraz badacze potrafią drukować tysiące tranzystorów na cienkim podłożu i tym sposobem tworzyć sztuczne neurony.

W nowej syntetycznej komórce ruch jonów ściśle kontroluje przepływ prądu elektrycznego w polimerze, z którego neuron jest zbudowany. W dużym stopniu przypomina to działanie naturalnych neuronów.

Może się z nimi też komunikować, a przy tym, podobnie jak naturalna tkanka, jest miękki, giętki i biokompatybilny.

Sztuczna komórka, zdaniem badaczy, w przyszłości będzie mogła posłużyć do terapii osób z uszkodzonymi nerwami.

W eksperymentach wykonanych przy współpracy z Instytutem Karolinska twórcy neuronu podłączyli go już do nerwu błędnego myszy i z jego pomocą zdołali zmieniać tętno zwierzęcia.

W dalszych badaniach autorzy wynalazku zamierzają pracować nad obniżeniem zużycia energii, które nadal jest znacznie wyższe, niż w żywych komórkach.

„Pozostaje wiele kwestii związanych z ludzkim mózgiem i komórkami nerwowymi, które nie do końca rozumiemy. Tak naprawdę, nie wiemy, jak neurony wykorzystują wszystkie 15 cech, które udało nam się odtworzyć. Naśladowanie komórek nerwowych może nam pomóc w lepszym zrozumieniu mózgu i tworzeniu obwodów zdolnych do przeprowadzania zadań wymagających inteligencji” – zwraca uwagę dr Padinhare Cholakkal Harikesh, główny autor publikacji.

„Przed nami długa droga, ale to badanie to dobry początek” – dodaje.

#neurony #komórki nerwowe