Ein Siliziumchip, der die Neuronen des Gehirns nachahmt, könnte helfen, Lähmungen zu bekämpfen

Kategorie: Biotechnologie Gesendet Dez 04

Künstliche Neuronen, die die Art und Weise nachahmen, wie die Nervenzellen unseres Körpers elektrische Signale übertragen, könnten eines Tages Patienten mit Nervenschäden helfen.

Boten: Die Neuronen sind in kleine Siliziumchips eingebaut (Bild oben) und könnten verwendet werden, um Signale zwischen Nervenzellen weiterzuleiten, die durch Krankheiten oder Verletzungen geschädigt sein könnten. Entscheidend ist, dass die Chips nur ein Milliardstel der Leistung eines Standard-Mikroprozessors benötigen, was bedeutet, dass sie theoretisch in medizinischen Implantaten zur Behandlung chronischer Krankheiten wie Herzinsuffizienz oder Alzheimer eingesetzt werden könnten.

Wie sie entstanden sind: Die Forscher verwendeten eine Simulation, um zu modellieren, wie zwei Arten von Neuronen in Ratten als Reaktion auf Reize feuern: respiratorische, die für die Atmung verantwortlich sind, und solche im Hippocampus. Die Modelle wurden auf Siliziumchips übertragen, in denen Nachbildungen von biologischen Ionenkanälen (die Signale im Körper übertragen) erstellt wurden. Der Prozess wurde in einem Artikel in beschrieben Naturkommunikation .

Drin stehen: Theoretisch könnten Schaltkreise aus künstlichen Neuronen die gesunde Funktion versagender Nervenzellen nachbilden und elektrische Nachrichten zwischen verschiedenen Körperteilen weiterleiten. Wenn zum Beispiel jemandes Herz versagt, reagieren Neuronen im Gehirn nicht richtig auf das Feedback des Nervensystems, sodass das Herz nicht so stark pumpt, wie es sollte. Ein Chip mit künstlichen Neuronen könnte das richtige Signal senden, um ihn wieder in Gang zu bringen.

Tatsächlich entwickeln einige der Forscher jetzt intelligente Herzschrittmacher, in die diese Chips eingebettet sind. Tests an Ratten zeigten, dass dieser Ansatz effektiver war als nur ein herkömmlicher Herzschrittmacher – obwohl es noch lange dauern wird, bis ein solches Gerät für die Implantation in menschliche Patienten bereit ist.