Megtörtént a lehetetlen: nyomtatott idegsejtek kommunikálnak az aggyal

A kutatók először nyomtattak olyan eszközöket, amelyek közvetlenül képesek kommunikálni az aggyal. Ezek a mesterséges idegsejtek már nemcsak utánozzák, hanem aktiválják is a valódi idegsejteket.

A Northwestern University legújabb mérnöki fejlesztése a nyomtatott idegsejt. A rugalmas, nyomtatott eszközök élethű elektromos jeleket képesek létrehozni. Nem egy egyszerű technológiai fejlesztésről van szó: a mesterséges idegsejtek most először léptek valódi kölcsönhatásba élő agyszövettel, ami új irányt adhat az orvoslásnak és a számítástechnikának egyaránt.

Miben különlegesek ezek a mesterséges idegsejtek?

A számítógépek azonos elemekből épülnek fel, merevek és mindig ugyanúgy működnek. Az agy ezzel szemben egy változékony, sokféle idegsejtből álló rendszer, amely folyamatosan alkalmazkodik. Az újonnan nyomtatott mesterséges idegsejtek ezt a működést közelítik: nem egyszerű jeleket küldenek, hanem összetett mintázatokat – például egyedi kisüléseket, folyamatos aktivitást vagy gyors „jelcsomagokat”. Ez azért kulcsfontosságú, mert így egyetlen egység több információt hordozhat, ami jelentősen csökkentheti a szükséges eszközök számát.

Hogyan működik a nyomtatott rendszer?

A kutatók nanoméretű anyagokból – például grafénből és molibdén-diszulfidból – készített „elektronikai tintákat” használtak, amelyeket egy precíz nyomtatási eljárással vittek fel rugalmas felületekre. A valódi áttörést az hozta, amikor egy korábban hibának tartott jelenséget az előnyükre fordítottak: egy anyagban visszamaradó polimer az áram hatására részben lebomlik, és apró vezető csatornákat hoz létre. Ez a folyamat hirtelen az idegsejtekhez hasonló elektromos „tüskéket” generál, amelyek időzítése és formája már szinte megegyezik a biológiai neuronokéval.

Az élő agyszövet is érzékeli őket?

A mesterséges idegsejtek jeleit egerek agyszövetén tesztelték, és az eredmények egyértelműek voltak: a valódi idegsejtek reagáltak a mesterséges impulzusokra, és aktiválták az idegi pályákat. Ez azt jelenti, hogy a rendszer nem pusztán modellez, hanem valódi kapcsolatot hoz létre az élő idegrendszerrel. Ez kulcsfontosságú lépés az olyan technológiák felé, mint az agy-gép interfész vagy az idegi implantátumok, amelyek a jövőben a hallást, a látást és a mozgást is segíthetik.

Miért lehet ez áttörés a jövő technológiái számára?

A mesterséges intelligencia fejlődése egyre nagyobb energiaigénnyel jár, miközben az emberi agy rendkívül hatékony: nagyságrendekkel kevesebb energiával képes összetett feladatokat megoldani. A mesterséges idegsejtek ezt a hatékonyságot próbálják megközelíteni, mivel kevesebb energiával és kevesebb alkatrésszel képesek komplex működésre. Ráadásul a nyomtatási technológia egyszerűbb, olcsóbb és kevesebb hulladékkal jár, mint a hagyományos gyártás. 

Ha ez az irány beválik, nemcsak új típusú orvosi eszközök, hanem teljesen új, agyhoz hasonló számítógépek is megjelenhetnek – írja a TechXplore.

(Forrás: origo.hu)

(Fotó: pixabay.com)