العلماء خلقت الاصطناعي اتصال الخلايا العصبية (biohybrids سنبس) التي تعمل باستخدام نفس المواد الكيميائية مثل نظيراتها الطبيعية. هذه هي الخطوة الأولى حقا دمج الكمبيوتر الدماغ.
الإنجاز هو موضح في ورقة علمية نشرت في مجلة الطبيعة المواد.
كيفية التحدث إلى الخلايا العصبية
يذكر أن المشبك هو الاتصال بين خلايا الأنسجة العصبية (في هذه الحالة بين زوج من الخلايا العصبية قد تكون كثيرة “موازية” نقاط الاشتباك العصبي).
اثنين أغشية الخلايا العصبية في المشبك يتم فصلها عن بعضها البعض من خلال الشق المشبكي. يمكنك أن الصورة لها كما الهاوية مع اثنين من “البنوك”. كل بنك من الغشاء (الجدار) من واحد من اثنين من الخلايا. الغشاء يرسل إشارة يسمى قبل المشبكي الخلوي ، الغشاء “خلية استقبال” — بعد المشبكي. مهمة المشبك إلى إرسال إشارة عبر خليج بينهما.
الغالبية العظمى من نقاط الاشتباك العصبي في الجهاز العصبي — الكيميائية (هناك الكهربائية نقاط الاشتباك العصبي ، ولكن الآن انها ليست عنهم). في نقاط الاشتباك العصبي ، تبث المعلومات الخاصة باستخدام المواد الكيميائية — وهو ناقل عصبي.
عندما الإشارات العصبية تصل إلى الغشاء قبل المشبكي, التي تفرز في الشق المشبكي العصبي. الناقل العصبي جزيئات السفر عبر الفجوة و على الجانب الآخر يتم التقاطها بواسطة مستقبلات الغشاء بعد المشبكي.
ملاحظة أن نقل الإشارات الكيميائية المشبك هو ممكن فقط في اتجاه واحد. الغشاء قبل المشبكي قادرة على إنتاج الناقل العصبي ، المشبكي — للقبض عليه ، ولكن ليس العكس.
مفتاح الذاكرة
خاصية أخرى هامة من المشابك الكيميائية — اللدونة ، أي تغير في القدرة على إجراء الإشارة. لأنها تتيح لنا أن نتذكر المعلومات وبالتالي للتعلم.
تحفيظ المدى القصير من المعلومات يرجع ذلك إلى حقيقة أن في الشبكات العصبية المشاركة في تجهيز المعلومات نفسها ، لفترة قصيرة يزيد التوصيل من نقاط الاشتباك العصبي. الجسم يحقق هذا من خلال زيادة عدد من الناقل العصبي أو عدد المستقبلات على الغشاء بعد المشبكي.
الذاكرة على المدى الطويل يرتبط مع زيادة في عدد نقاط الاشتباك العصبي بين الخلايا العصبية أو زيادة حجمها.
تقريبا الحقيقي نقاط الاشتباك العصبي
فقد كان العلماء تجارب على اتصال المعيشة الخلايا العصبية الاصطناعية نقاط الاشتباك العصبي. ولكن حتى الآن هذه الأنظمة عادة ما كانت الإلكترونية. هذه نقاط الاشتباك العصبي لا تستجيب العصبي يفرز بواسطة الخلايا الحية. كان الباحثون إلى استخدام الحلول “القطار” العصبية إلى إشارة الهندسة الحيوية المشبك.
الآن فريق دولي من الباحثين قد وضعت اصطناعية المشبك أن يستجيب الطبيعية الناقل العصبي الدوبامين.
كما بريهsinapticheskoj الغشاء في النظام الجديد بمثابة غشاء الخلية الحية. فإنه يفرز الدوبامين. أن يدخل في تفاعل كيميائي ، تتأكسد إلى o-كينون.
جزيئات o-كينون ثم الوصول إلى القطب ، ولعب دور الغشاء بعد المشبكي. وهي مصنوعة من لينة حيويا البوليمر يسمى PEDOT:PSS.
لذلك المشبك تجري الإشارة. ولكن أن يكون مثل البيولوجية الزملاء ، فإنه يجب أن تكون لا تزال قادرة على تغيير الموصلية.
أن تفعل هذا ، العلماء وضع القطب الكهربائي بعد المشبكي قناة مليئة بالكهرباء على أساس من الماء. عند القطب يتلقى إشارة المسؤول عن التغييرات. وهذا يؤدي إلى الإفراج عن هذا أيون القناة. وهذا يزيد التوصيل من القناة ، و مع ذلك الموصلية كامل المشبك.
بناء على شروط معينة ، وهذا التغيير يمكن أن يكون على حد سواء على المدى القصير والطويل. بسبب هذا النظام هو يحتمل أن تكون قادرة على التعرف وكذلك فعل طبيعية الشبكة العصبية.
اختبر الباحثون أبنائهم ، وربط الاصطناعي نقاط الاشتباك العصبي مع خلايا خط الخلية PC12. هذا الخط ينشأ من الخلايا الجذعية الجنينية في الفئران. PC12 الخلايا لديها بعض أوجه التشابه مع الخلايا العصبية ، على وجه الخصوص ، هي قادرة على إنتاج الدوبامين.
الكتاب ازعاج الخلايا الحية ، مما أدى إلى تخصيص العصبي. وقد أظهرت التجارب أن المشبك هو في الواقع إجراء الإشارة عندما يكون في الشق المشبكي يتلقى جرعة من الدوبامين. الخبراء أثبتت قصيرة وطويلة الأجل تغيير في التوصيل من المشبك.
ويأمل العلماء أن التطوير سيتم إنشاء العديد من الأشياء المفيدة ، من حقا في عمق الدماغ مع الالكترونيات ، أدوات البحث الجديدة لعلماء الأعصاب.
بالمناسبة, في وقت سابق Вести.Ru تحدث عن كيفية علماء الأحياء على اتصال مباشر الاصطناعية العصبية من خلال الإنترنت. تحدثنا عن تجارب على الربط الدوائر العصبية.
