مصنوعی قطعه از مغز با استفاده از نور برای برقراری ارتباط با سلول های عصبی

محققان ایجاد کرده اند یک راه برای مصنوعی شبکه های عصبی برای برقراری ارتباط با شبکه های عصبی بیولوژیکی. سیستم جدید تبدیل مصنوعی الکتریکی خونتان سیگنال به یک الگوی بصری تر است و سپس مورد استفاده برای کشیدن واقعی سلول های عصبی از طریق optogenetic تحریک شبکه. این پیشرفت مهم خواهد بود برای آینده neuroprosthetic دستگاه که جایگزین خسارت های عصبی مصنوعی در مدارات نورونی.

یک پروتز مصنوعی دستگاهی است که جایگزین یک مجروح یا بخشی از دست رفته از بدن است. شما به راحتی می توانید تصور کلیشه ای دزدان دریایی با یک پای چوبی یا لوک اسکای واکر معروف رباتیک ، به طور قابل توجهی کمتر فکر می کنم قدیمی مدرسه پروتز مانند عینک و لنزهای تماسی که جایگزین طبیعی لنز در چشم ما. در حال حاضر سعی کنید تصور کنید یک پروتز که جایگزین بخش آسیب دیده مغز است. چه چیزی می تواند مغز مصنوعی ماده بود ؟ چگونه آن را حتی کار می کند ؟

ایجاد neuroprosthetic فن آوری است که هدف از یک تیم بین المللی به رهبری توسط Ikerbasque محقق پائولو Bonifazi از Biocruces پژوهشکده سلامت (بیلبائو اسپانیا) و تیموتی لوی از موسسه صنعتی علوم دانشگاه توکیو و از IMS آزمایشگاه دانشگاه بوردو. اگر چه انواع مختلفی از نورون مصنوعی توسعه یافته اند هیچ شده اند واقعا عملی برای neuroprostheses. یکی از بزرگترین مشکلات این است که سلول های عصبی در مغز و ارتباط بسیار دقیق اما برق خروجی از معمولی برق شبکه عصبی قادر به هدف قرار دادن سلول های عصبی خاص. برای غلبه بر این مشکل این تیم تبدیل سیگنال های الکتریکی به نور است. به عنوان لوی توضیح میدهد: “پیشرفت در optogenetic تکنولوژی به ما اجازه دقیقا به هدف قرار دادن سلول های عصبی در یک منطقه بسیار کوچک از ما بیولوژیکی شبکه عصبی.”

Optogenetics است یک تکنولوژی است که طول می کشد استفاده از چندین حساس به نور پروتئین موجود در جلبک ها و سایر حیوانات است. قرار دادن این پروتئین ها به سلول های عصبی یک نوع هک; هنگامی که آنها وجود دارد نور درخشان بر روی یک نورون آن را فعال و یا غیر فعال بسته به نوع پروتئین است. در این مورد محققان با استفاده از پروتئین است که فعال به طور خاص با نور آبی. در آزمایش آنها برای اولین بار تبدیل برق خروجی از خونتان عصبی شبکه به الگوی شطرنجی آبی و مربع سیاه و سفید. سپس آنها تابیده این الگو را بر روی یک 0.8 0.8 میلی متر مربع بیولوژیکی شبکه عصبی در حال رشد در ظرف. در این میدان تنها نورون ضربه توسط نور از مربع آبی رنگ به طور مستقیم فعال می شود.

خود به خود فعالیت در کشت سلول های عصبی تولید همزمان فعالیت است که به دنبال نوع خاصی از ریتم است. این ریتم تعریف شده توسط راه های عصبی متصل به هم هستند, انواع سلول های عصبی و توانایی خود را برای انطباق و تغییر دهید.

“کلید موفقیت ما می گوید:” لوی “بود که درک ریتم های عصبی مصنوعی تا به حال برای مطابقت با کسانی که از سلول های عصبی. هنگامی که ما قادر به انجام این کار بیولوژیکی شبکه قادر به پاسخ به “ملودی” ارسال شده توسط یکی مصنوعی. نتایج اولیه به دست آمده در طول اروپایی Brainbow پروژه کمک به ما برای طراحی این ایمپلنت های عصبی مصنوعی.”

آنها تنظیم عصبی مصنوعی شبکه با استفاده از چندین ریتم های مختلف تا زمانی که بهترین مسابقه است. گروه از سلول های عصبی قرار گرفتند خاص پیکسل در تصویر شبکه و ریتمیک فعالیت بود و پس از آن قادر به تغییر الگوی بصری بود که تابیده بر روی کشت سلول های عصبی. نور الگوهای نشان داده شده بر روی یک منطقه بسیار کوچک از کشت سلول های عصبی و محققان را قادر به بررسی واکنش های محلی و همچنین تغییرات در جهانی ریتم بیولوژیکی شبکه.

“ترکیب optogenetics به سیستم است و یک پیشرفت نسبت به عملی می گوید:” لوی. “این اجازه خواهد داد که در آینده ایمپلنت دستگاه برای برقراری ارتباط با انواع خاصی از سلول های عصبی یا ظرف خاص مدارهای نورونی.” این تیم خوشبین است که در آینده پروتز دستگاه های خود را با استفاده از سیستم قادر خواهد بود به جای آسیب مدارهای مغز و برقراری ارتباط بین مناطق مغز. “دانشگاه توکیو با همکاری روابط عمومی Kohno و دکتر Ikeuchi ما در حال تمرکز بر روی طراحی زیستی-ترکیبی neuromorphic سیستم برای ایجاد نسل جدید از neuroprosthesis می گوید:” لوی.

داستان منبع:

مواد ارائه شده توسط موسسه صنعتی علوم دانشگاه توکیو. توجه داشته باشید: محتوا ممکن است برای ویرایش سبک و طول.

tinyurlis.gdv.gdv.htclck.ruulvis.net

Leave a reply

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>