Ученым удалось создать синтетические биосовместимые нейроны

Ученым удалось создать синтетические биосовместимые нейроны

Ученым удалось создать синтетические биосовместимые нейроны

Команде из Оксфордского института удалось сделать синтетические биоинспирированные нейроны, стопроцентно сделанные из мягеньких и гибких биоматериалов, способные стремительно передавать химические сигналы на сантиметровые расстояния. В первый раз сделанные в лаборатории, эти искусственные клеточки в один красивый денек могут быть применены для разработки синтетических тканей для восстановления органов либо для исцеления нейродегенеративных болезней.

Исследования искусственных нервных клеток идут полным ходом, и нескольким командам уже удалось сделать синтетические нейроны, которые могут вести взаимодействие с нервной системой человека. Эти нейроны, которые ведут себя аналогично биологическим нейронам, оказались очень действенными в экспериментальных исследовательских работах по оценке их возможности принимать и передавать нервные импульсы. Эти инициативы основаны на электрических схемах и больше похожи на крохотные компьютерные чипы, чем на людские нейроны.

Синтетические нейроны, разработанные доктором Хаганом Бейли и его сотрудниками из Оксфордского института, еще поближе к реальным нейронам. Сделанные из гидрогеля, они были разработаны с внедрением открытого командой процесса, при котором водные капли могут быть соединены липидными бислоями, образуя сети; белковые поры в бислоях разрешают каплям разговаривать вместе и с окружающей средой.

Нейроны, реагирующие на свет

Нейроны – это клеточки, которые передают нервные импульсы. Нервный импульс проходит от тела клеточки по аксону к синапсу. Потому нейроны владеют 2-мя физиологическими качествами: возбудимостью – способностью реагировать на раздражители и преобразовывать их в нервные импульсы – и проводимостью – способностью передавать импульсы. Синапс – это область контакта меж 2-мя нейронами (либо меж нейроном и иной клеточкой); когда нервные импульсы добиваются его, он вызволяет хим соединения, именуемые нейротрансмиттерами, для передачи инфы примыкающей клеточке.

Потому при конструировании искусственных нейронов принципиально воспроизвести возбудимость и проводимость био нейронов. Синтетические нейроны, предложенные командой Бэйли, состоят из аква капель (в нанолитрах) и гидрогелевых волокон, соединенных меж собой липидными бислоями. Поперечник всякого нейрона составляет около 0,7 мм, что приблизительно в 700 раз больше людского нейрона, поперечник которого варьируется от 5 до 120 мкм зависимо от типа, а длина добивается 25 мм.

Подобно естественным клеточкам, эти синтетические нейроны выделяют нейротрансмиттеры из собственных терминалов, которые запускают следующие реакции. Передача осуществляется на уровне липидного бислоя при помощи протонных насосов, приводимых в действие светом, и опосредуется ионпроводящими белковыми порами. На практике, как нейрон подвергается действию света, белки начинают откачивать ионы водорода (H+) из клеточки; эти ионы потом передвигаются по нейрону, перенося электронный сигнал. Как они добиваются конца нейрона, они переносят аденозинтрифосфат (АТФ) к близкорасположенной капельке воды.

Напомним, что в организме АТФ обеспечивает нейроны энергией, нужной для перемещения синаптических везикул по аксонам (хим энергия, обеспечиваемая АТФ, преобразуется в механическую энергию).

На пути к разработке нейронных имплантатов последующего поколения

Исследователи докладывают о очень высочайшей скорости передачи данных – может быть, даже резвее, чем обмены, наблюдаемые в настоящих нейронах. Потом они попробовали сгруппировать несколько нейронов параллельно друг дружке, чтоб сформировать искусственный нерв. Они провели опыт с внедрением 7 нейронов, цель которого заключалась в одновременной передаче нескольких сигналов. “Объединив несколько нейронов в синтетический нерв, мы проявили, что разные сигналы могут распространяться сразу по параллельным аксонам, передавая таковым образом пространственно-временную информацию”, — пишут они в собственной публикации.

Бэйли считает, что эти активируемые светом синтетические нейроны могут быть применены для одновременной доставки нескольких типов фармацевтических средств, к примеру, для наиболее резвого исцеления ран. В любом случае эти 1-ые результаты весьма обнадеживают: такие синтетические нервишки могут сыграть свою роль в нейронных имплантатах (искусственная сетчатка глаза, кохлеарные имплантаты и т.д.), мягеньких ботах и вычислительных устройствах последующего поколения. А именно, они могут проложить путь к разработке неинвазивных интерфейсов “мозг-машина” и даже новейших способов исцеления нейродегенеративных болезней (заболевания Альцгеймера, Паркинсона, Шарко и т.д.).

Но ранее остается несколько заморочек. А именно, эта искусственная нервная система обязана повсевременно снабжаться нейротрансмиттерами, как в истинной нейронной сети. Нейротрансмиттеры синтезируются в пресинаптическом элементе при помощи предшественников и специфичных ферментов; потом они хранятся в везикулах, которые освобождают в среднем от 1 000 до 2 000 этих молекул в синаптическое место любой раз, когда приходит потенциал деяния. Без данной нам возможности искусственные нейроны, сделанные в лаборатории Бэйли, могут работать в текущее время лишь в течение нескольких часов.

Источник

0/5 (0 отзывов)

Оставить комментарий

Обучение психологов