Нейроинтерфейс: созданы искусственные синапсы

Недавно с помощью нанотрубок и нейронов была сформирована живая нейросеть, позволяющая устанавливать связь между нейронами и электронными устройствами. Теперь же учеными из Гарвардского университета создан нейроинтерфейс, который позволяет получать информацию о нейросигналах, передающихся вдоль аксонов и дендритов отдельных нейронов млекопитающих, сообщает EurekAlert.

В основе нейроинтерфейса - кремниевые нанопроводники, соединенные с нанотранзистором, который позволяет передавать сигналы от нейрона к компьютеру. «Можно сказать, что нами создан первый искусственный синапс, так как наше устройство может не только передавать сигналы, но и стимулировать их распространение. Кроме того, искусственные синапсы могут подавлять распространение сигналов вдоль аксона», - говорит один из создателей нейроинтерфейса, профессор химии Чарльз М. Либер (Charles M. Lieber) из Гарвардского университета.

Измерение нейросигналов и слежение за их распространением вдоль аксона – одна из главных задач электрофизиологии. Однако современные методы исследования электрической активности нервных клеток достаточно грубые: для измерений потенциалов используются матрицы электродов и микропипетки, проникающие в культуру клеток. Таким образом ученым удавалось получать информацию об активности ряда клеток, а о взаимодействии с отдельными аксонами или дендритами до сегодняшнего дня не было и речи.

Наноструны-электроды диаметром около десяти нанометров, а также транзисторы на их основе в тысячу раз меньше современных микроэлектродов, поэтому они обеспечивают «нежное» прикосновение к отдельным аксонам и дендритам. Кроме того, наноструны могут определять электрический сигнал в 50 точках на протяжении одного аксона, что до сих пор было невозможно.

Сейчас проф. Либер и его команда работают над исследованием нейротрансмиттеров – химических веществ, передающих информацию между нейронами. С этой целью ученые подключили искусственные синапсы к сети, состоящей из нескольких живых нейронов.

#gallery#

По мнению проф. Либера, дальнейшие работы в области искусственных нейросетей и нейроинтерфейсов позволят конструировать совершенные биомеханические протезы конечностей, а также помогут в разработке устройств, соединяющих мозг с компьютерными системами обработки информации.