Заплатка для мозга
Ученые Приволжского исследовательского медицинского университета (ПИМУ) показали, что искусственно выращенные клетки головного мозга реагируют на импульсы друг друга. Сейчас идет важный эксперимент: какова чувствительность искусственных нейронов к токсичным веществам.
Лаборатория нейроинженерии и Лаборатория стохастических мультистабильных систем ННГУ им. Лобачевского работают над сопряжением живой нейронной сети и неживых мемристивных устройств. Мемристоры — это система аналоговых элементов с памятью, которая может имитировать функции живых нейронов и синапсов и служить как аналоговой системой обработки информации с нейроноподобной структурой, так и датчиком электрофизиологической активности живых тканей с возможностью одновременного накопления и энергонезависимого хранения информации.
Наномозг на микроблюдечке
Эксперименты в нейробиологии с целью доказать жизнеспособность искусственных нейронов и наличие у них тех же функций, что у настоящих, нижегородские ученые начали еще в 2010 году. Тогда они начали разрабатывать мультиэлектродную матрицу (Multielectrode Arraуs, или MEA система), фиксирующую in vitro активность нейронов в самоорганизующейся неоднородной нейросети. Сегодня они работают с так называемыми нейрогибридными системами, в которых нейроморфные чипы связаны с живыми нервными клетками. Искусственные нейроны они выращивают в силиконовых чипах на микроэлектродных матрицах.
Уникальная структура чипов с микрофлюидными каналами позволяет разделить сеть на две, связанных между собой так, что возникающая в одной сети («источник») биоэлектрическая активность распространяется в другую сеть («приемник»), но не обратно. Таким образом, говорят ученые, удается достигнуть моделирования направленной передачи сигнала между связанными нейронными сетями in vitro аналогично иерархическим связям между различными структурами мозга человека in vivo. Со стороны матрица выглядит просто. Чип совмещен с микроэлектродной матрицей из 60 электродов, так что можно регистрировать сигнал с нейронов в обеих сетях с высоким временным разрешением и подавать электрические стимулы в выделенный участок нейронной сети, вызывая ответ в виде пачки импульсов, генерируемой некоторым подмножеством нейронов сети. Однако протекающие внутри процессы сложны.