درمان بیماری‌های مزمن با نورون‌های مصنوعی

به گزارش پایگاه خبری ساینس دیلی، نورون‌های مصنوعی با جایگزینی عملکرد صحیح مدارهای زیستی آسیب‌دیده و پاسخگویی مناسب به سیگنال‌های سیستم عصبی، امکان بازیابی عملکرد اندام‌های آسیب دیده را فراهم می‌کنند. برای مثال در ایست قلبی، نورون‌های پایه مغز پاسخ درستی به سیستم عصبی بدن نشان نمی‌دهند و در نتیجه این سیستم نیز سیگنال‌های مناسب را برای قلب ارسال نمی‌کند. در نتیجه قلب نیز به درستی خون را پمپاژ نمی‌کند.
اکنون محققان توانستند معادلاتی را که نحوه واکنش نورون‌ها به محرک‌های الکتریکی سایر اعصاب را توجیه می‌کنند، با موفقیت شناسایی و مدل‌سازی کنند. ازآنجا که واکنش نورون‌ها به این محرک‌ها خطی نیست، انجام این محاسبات، امری بسیار پیچیده بود. در مرحله بعد محققان با استفاده از این معادلات تراشه‌های سیلیکونی را ساختند که با دقت بسیار بالایی کانال‌های یونی زیستی را مدل‌سازی می‌کنند. سپس توانستند دینامیک کامل نورون‌های تنفسی و هیپوکامپ موش را در پاسخ به مجموعه وسیعی از محرک‌ها شبیه‌سازی کنند.
علاوه بر این که نورون‌های مصنوعی عملکردی شبیه به نورون‌های طبیعی دارند و به سیگنال‌های سیستم عصبی انسان پاسخ می‌دهند، توان مصرفی آن‌ها نیز یک میلیارد برابر کمتر از ریزپردازنده‌ها است و گزینه بسیار مناسبی برای ایمپلنت‌های پزشکی و سایر تجهیزات بیوالکترونیکی محسوب می‌شوند.
گزارش کامل این تحقیقات در نشریه Nature Communications  منتشر شده است.