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| Foto: Universidad de Bath |
En un futuro no muy lejano, los dispositivos médicos equipados con neuronas artificiales podrían usarse en la batalla contra el Alzheimer y otras afecciones neurológicas degenerativas.
Científicos de la Universidad de Bath y la Universidad de Bristol en el Reino Unido han desarrollado un chip de silicio, el primero de su tipo, que se comporta como una célula cerebral, capaz de registrar y responder a las señales eléctricas del sistema nervioso con toda la complejidad. de las neuronas de un mamífero. Además, es extremadamente eficiente y requiere muy poca electricidad para hacer su magia.
En pocas palabras, el lenguaje del cerebro es esencialmente señales eléctricas que son activadas y desactivadas por neuronas, no muy diferentes de la naturaleza binaria de la electrónica. La neurona biónica recientemente desarrollada toma nota de las propiedades eléctricas de las células cerebrales orgánicas y las aplica a una pequeña placa de circuito sintético.
“Hasta ahora, las neuronas han sido como cajas negras, pero hemos logrado abrir la caja negra y mirar dentro. Nuestro trabajo cambia el paradigma porque proporciona un método robusto para reproducir las propiedades eléctricas de las neuronas reales en minucioso detalle ", explicó en un comunicado el profesor Alain Nogaret, autor principal del Departamento de Física de la Universidad de Bath.
"Pero es más amplio que eso, porque nuestras neuronas solo necesitan 140 nanovatios de potencia. Esa es una billonésima parte del requerimiento de energía de un microprocesador, que otros intentos de fabricar neuronas sintéticas han utilizado. Esto hace que las neuronas sean adecuadas para implantes bioelectrónicos para tratar enfermedades crónicas."
Al informar en la revista Nature Communications, el equipo imitó la forma en que funcionan las neuronas de mamíferos al estudiar la actividad de diferentes tipos de neuronas en ratas bajo una variedad de estímulos. Estos datos se utilizaron para programar el pequeño circuito electrónico analógico. Uno de los principales desafíos para hacer esto es la naturaleza "no lineal" de las respuestas neuronales. Por ejemplo, la reacción de una neurona podría no ser necesariamente el doble de fuerte solo porque la señal que recibe es el doble de fuerte.
Sin embargo, el equipo multidisciplinario utilizó su experiencia en física, neurociencia y medicina para superar estos obstáculos. El resultado fue un pequeño circuito eléctrico que puede recrear el comportamiento de una neurona orgánica con una precisión del 94-97 por ciento.
Según los investigadores, el conocimiento obtenido de este estudio podría utilizarse potencialmente como implantes bioelectrónicos para reemplazar los circuitos neuronales dañados asociados con una variedad de afecciones neurológicas.
"Estamos desarrollando marcapasos inteligentes que no solo estimularán al corazón a bombear a un ritmo constante, sino que usarán estas neuronas para responder en tiempo real a las demandas que se le imponen al corazón, que es lo que sucede naturalmente en un corazón sano", agregó Profesor Nogaret. "Otras posibles aplicaciones podrían ser el tratamiento de afecciones como el Alzheimer y las enfermedades degenerativas neuronales en general".
Fuente: https://www.iflscience.com/brain/bionic-neurons-developed-to-fight-chronic-brain-conditions-/