مصنوعی synapse که با این نسخهها کار با سلول های زنده ایجاد شده

در سال 2017 محققان دانشگاه استنفورد ارائه شده یک دستگاه جدید که شبیه مغز کارآمد و کم انرژی عصبی فرایند یادگیری. این یک نسخه مصنوعی از یک سیناپس — شکاف در سراسر که انتقال دهنده های عصبی سفر به برقراری ارتباط بین سلول های عصبی — ساخته شده از مواد آلی. در سال 2019 محققان مونتاژ نه از خود سیناپس مصنوعی با هم در یک آرایه نشان می دهد که آنها می تواند به طور همزمان برنامه ریزی به تقلید موازی بهره برداری از مغز است.

در حال حاضر در یک مقاله منتشر شده 15 ژوئن در طبیعت موادآنها را مورد آزمایش قرار اول biohybrid نسخه از خود را سیناپس مصنوعی و نشان داد که این ارتباط می تواند با سلول های زنده. آینده فن آوری های ناشی از این دستگاه می تواند عملکرد با پاسخ به طور مستقیم به سیگنال های شیمیایی را از مغز است. این پژوهش با همکاری محققان در Istituto Italiano di Tecnologia (به ایتالیایی موسسه تکنولوژی — IIT) در ایتالیا و در Eindhoven University of Technology (هلند).

“این مقاله واقعا برجسته قدرت منحصر به فرد از موادی است که ما در حال قادر به ارتباط برقرار کردن با موضوع زندگی” گفت: Alberto Salleo استاد علوم و مهندسی مواد در دانشگاه استنفورد و شرکت-نویسنده ارشد این مقاله است. “سلول های شاد نشسته در نرم پلیمر. اما سازگاری عمیق تر می رود: این مواد کار با همان مولکول های سلول های عصبی با استفاده از به طور طبیعی است.”

در حالی که دیگر مغز-یکپارچه دستگاه نیاز به یک سیگنال الکتریکی برای تشخیص و پردازش مغز پیام ارتباطات بین این دستگاه و زندگی سلول ها رخ می دهد از طریق الکتروشیمی — به عنوان اگر مواد بودند فقط یک نورون دریافت پیام از همسایه خود.

چگونه سلول های عصبی یادگیری

این biohybrid سیناپس مصنوعی متشکل از دو نرم پلیمر الکترود جدا شده توسط یک سنگر پر شده با محلول الکترولیت — که نقش بخشی از شکاف سیناپسی که جدا برقراری ارتباط سلول های عصبی در مغز. هنگامی که سلول های زنده قرار داده شده در بالای یک الکترود انتقال دهنده های عصبی که سلول های آن می تواند واکنش نشان می دهند با این الکترود برای تولید یون می باشد. کسانی که یون های سفر در سراسر سنگر به الکترود دوم و زیر و بم رسانا دولت از این الکترود. برخی از این تغییر حفظ شده است را شبیه سازی فرایند یادگیری در طبیعت اتفاق می افتد.

“در یک بیولوژیکی سیناپس اساسا همه چیز تحت کنترل است که توسط فعل و انفعالات شیمیایی در اتصال سیناپسی. هر زمان که سلول های برقراری ارتباط با یک دیگر آنها با استفاده از شیمی” گفت: Scott Keene, یک دانشجوی کارشناسی ارشد در دانشگاه استنفورد و شرکت سرب نویسنده این مقاله است. “قادر به ارتباط برقرار کردن با مغز طبیعی شیمی به دستگاه اضافه شده سودمند است.”

این فرایند شبیه همان نوع آموزش دیده زیستی در سیناپس است که بسیار کارآمد از نظر انرژی به دلیل محاسبات و حافظه ذخیره سازی اتفاق می افتد در یک عمل است. در بیشتر سنتی سیستم های کامپیوتری داده ها پردازش شده و سپس بعد از نقل مکان به ذخیره سازی.

برای تست دستگاه خود را محققان با استفاده از موش اعصاب و غدد و سلول های که انتشار دوپامین انتقال دهنده عصبی. قبل از آنها فرار خود را آزمایش آنها مطمئن نیستید چگونه دوپامین خواهد ارتباط برقرار کردن با مواد خود را — اما آنها را دیدم یک تغییر دائمی در دولت از دستگاه خود را پس از اولین واکنش.

“ما می دانستیم که این واکنش برگشت ناپذیر است بنابراین آن را حس می کند که این امر باعث یک تغییر دائمی در دستگاه رسانا دولت” گفت: Keene. “اما آن را سخت بدانید که آیا ما می خواهم رسیدن به نتیجه پیش بینی ما بر روی کاغذ تا زمانی که ما شاهد آن اتفاق می افتد در آزمایشگاه است. این زمانی بود که ما متوجه پتانسیل این است برای شبیه سازی طولانی مدت فرایند یادگیری از یک سیناپس.”

اولین گام

این biohybrid طراحی است که در این مراحل اولیه که تمرکز اصلی پژوهش حاضر به سادگی آن را به کار.

“این تظاهرات که این ارتباط آمیختن شیمی و برق امکان پذیر است” گفت: Salleo. “شما می توانید می گویند این اولین گام به سوی مغز و ماشین رابط, اما آن را بسیار بسیار کوچک اولین گام است.”

در حال حاضر که محققان با موفقیت آزمایش خود را طراحی آنها بدانند بهترین راه برای تحقیقات آینده است که می تواند شامل کار بر روی مغز الهام گرفته از کامپیوتر مغز و ماشین های پزشکی, دستگاه های جدید و یا ابزارهای پژوهش برای اعصاب. در حال حاضر آنها در حال کار بر روی چگونگی ساخت دستگاه عملکرد بهتر در بیشتر پیچیده بیولوژیکی تنظیمات که شامل انواع مختلف سلول ها و انتقال دهنده های عصبی.

این پژوهش از بودجه توسط بنیاد ملی علوم ، تحقیقات نیمه هادی شرکت یک فارغ التحصیل دانشگاه استنفورد یاران این Knut و آلیس والنبرگ بنیاد برای تحقیقات فوق دکتری در دانشگاه استنفورد و اتحادیه اروپا را در افق 2020 پژوهش و نوآوری در برنامه.

داستان منبع:

مواد ارائه شده توسط دانشگاه استنفورد. Original نوشته شده توسط تیلور Kubota. توجه داشته باشید: محتوا ممکن است برای ویرایش سبک و طول.

tinyurlis.gdv.gdv.htclck.ruulvis.netshrtco.de

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>