gsmaster
30-03-06, 00:08
Εξελιγμένο τσιπ συνδέει υπολογιστές με τον εγκέφαλο
Ένα μικροτσίπ που αναπτύχθηκε σε ευρωπαϊκά εργαστήρια μπορεί για πρώτη φορά να επικοινωνεί με πολλές χιλιάδες νευρώνες από τον εγκέφαλο θηλαστικών. Η έρευνα ίσως ανοίγει το δρόμο για συσκευές που διορθώνουν εγκεφαλικές βλάβες, ή ακόμα και για υπολογιστές που χρησιμοποιούν ζωντανά κύτταρα για την αποθήκευση δεδομένων.
Όπως αναφέρει το περιοδικό New Scientist, το νέο τσιπ μπορεί να δέχεται ταυτόχρονα ηλεκτρικά σήματα από 16.000 νευρώνες και να στέλνει σήματα σε αρκετές εκατοντάδες. Μέχρι σήμερα, ο αριθμός των νευρικών κυττάρων που μπορούσαν να συνδεθούν σε αντίστοιχες συσκευές ήταν πολύ μικρότερος.
Οι Ιταλοί και Γερμανοί ερευνητές συνεργάστηκαν με τον μεγάλο κατασκευαστή ημιαγωγών Infineon για να αναπτύξουν ένα τσιπ με 16.384 τρανζίστορ, τα οποία στέλνουν σήμα στους νευρώνες, και αρκετές εκατοντάδες πυκνωτές, οι οποίοι δέχονται σήματα. Ολόκληρο το τσιπ έχει επιφάνεια μόλις ένα τετραγωνικό χιλιοστό.
Για να συνδέσουν το τσιπ με νευρώνες, οι ερευνητές χρειάστηκε να τροποποιήσουν και τα ίδια τα κύτταρα. Τα νευρικά κύτταρα τροποποιήθηκαν γενετικά ώστε να παράγουν στην επιφάνειά τους περισσότερα κανάλια νατρίου, έναν βασικό μοριακό μηχανισμό που προκαλεί την ηλεκτρική διέγερση των νευρώνων. Το ίδιο το τσιπ επικαλύφθηκε με πρωτεΐνες που συνδέουν τους νευρώνες μεταξύ τους.
Οι ερευνητές έχουν ήδη δοκιμάσει τη συσκευή σε νευρώνες σαλιγκαριών και σύντομα θα αρχίσουν να πειραματίζονται με νευρώνες από θηλαστικά, οι οποίοι είναι πολύ μικρότεροι.
«Είναι θεωρητικά δυνατόν τα σήματα από το τσιπ να αναγκάζουν έναν νευρώνα να αλλάζει τη μεμβράνη του και να υποδέχεται έτσι ένα επιπλέον γονίδιο, ή έναν παράγοντα που απενεργοποιεί ένα γονίδιο» σχολιάζει ο Στέφανο Βασανέλια του Πανεπιστημίου της Πάντοβα.
Αν το τσιπ μπορεί όντως να ελέγχει το γενετικό πρόγραμμα που ακολουθεί κάθε νευρώνας σε ένα πολύπλοκο νευρικό δίκτυο, η τεχνική θα αποτελούσε μοναδικό εργαλείο για τη μελέτη της επικοινωνίας στον ανθρώπινο εγκέφαλο. Επιπλέον, υποστηρίζει ο Βασανέλι, «αυτή η εξέλιξη θα μπορούσε να προσφέρει έναν εντελώς νέο τρόπο για την αποθήκευση δεδομένων σε ζωντανούς νευρώνες».
news.in.gr
Ένα μικροτσίπ που αναπτύχθηκε σε ευρωπαϊκά εργαστήρια μπορεί για πρώτη φορά να επικοινωνεί με πολλές χιλιάδες νευρώνες από τον εγκέφαλο θηλαστικών. Η έρευνα ίσως ανοίγει το δρόμο για συσκευές που διορθώνουν εγκεφαλικές βλάβες, ή ακόμα και για υπολογιστές που χρησιμοποιούν ζωντανά κύτταρα για την αποθήκευση δεδομένων.
Όπως αναφέρει το περιοδικό New Scientist, το νέο τσιπ μπορεί να δέχεται ταυτόχρονα ηλεκτρικά σήματα από 16.000 νευρώνες και να στέλνει σήματα σε αρκετές εκατοντάδες. Μέχρι σήμερα, ο αριθμός των νευρικών κυττάρων που μπορούσαν να συνδεθούν σε αντίστοιχες συσκευές ήταν πολύ μικρότερος.
Οι Ιταλοί και Γερμανοί ερευνητές συνεργάστηκαν με τον μεγάλο κατασκευαστή ημιαγωγών Infineon για να αναπτύξουν ένα τσιπ με 16.384 τρανζίστορ, τα οποία στέλνουν σήμα στους νευρώνες, και αρκετές εκατοντάδες πυκνωτές, οι οποίοι δέχονται σήματα. Ολόκληρο το τσιπ έχει επιφάνεια μόλις ένα τετραγωνικό χιλιοστό.
Για να συνδέσουν το τσιπ με νευρώνες, οι ερευνητές χρειάστηκε να τροποποιήσουν και τα ίδια τα κύτταρα. Τα νευρικά κύτταρα τροποποιήθηκαν γενετικά ώστε να παράγουν στην επιφάνειά τους περισσότερα κανάλια νατρίου, έναν βασικό μοριακό μηχανισμό που προκαλεί την ηλεκτρική διέγερση των νευρώνων. Το ίδιο το τσιπ επικαλύφθηκε με πρωτεΐνες που συνδέουν τους νευρώνες μεταξύ τους.
Οι ερευνητές έχουν ήδη δοκιμάσει τη συσκευή σε νευρώνες σαλιγκαριών και σύντομα θα αρχίσουν να πειραματίζονται με νευρώνες από θηλαστικά, οι οποίοι είναι πολύ μικρότεροι.
«Είναι θεωρητικά δυνατόν τα σήματα από το τσιπ να αναγκάζουν έναν νευρώνα να αλλάζει τη μεμβράνη του και να υποδέχεται έτσι ένα επιπλέον γονίδιο, ή έναν παράγοντα που απενεργοποιεί ένα γονίδιο» σχολιάζει ο Στέφανο Βασανέλια του Πανεπιστημίου της Πάντοβα.
Αν το τσιπ μπορεί όντως να ελέγχει το γενετικό πρόγραμμα που ακολουθεί κάθε νευρώνας σε ένα πολύπλοκο νευρικό δίκτυο, η τεχνική θα αποτελούσε μοναδικό εργαλείο για τη μελέτη της επικοινωνίας στον ανθρώπινο εγκέφαλο. Επιπλέον, υποστηρίζει ο Βασανέλι, «αυτή η εξέλιξη θα μπορούσε να προσφέρει έναν εντελώς νέο τρόπο για την αποθήκευση δεδομένων σε ζωντανούς νευρώνες».
news.in.gr