Was stellen Sie sich vor, wenn Sie den Begriff "künstliche Neuronen" vermissen? Sicherlich so etwas wie ummantelte Drähte, die uns regelmäßig in Science-Fiction-Filmen gezeigt werden. Im Leben sieht jedoch alles anders aus. Obwohl es zugegebenermaßen nicht weniger futuristisch und interessant ist. Beispielsweise hat kürzlich ein internationales Wissenschaftlerteam künstliche Neuronen auf Siliziumchips erfunden, die sich wie echte verhalten. Dies ist das erste Gerät dieser Art. Welches darüber hinaus für die Transplantation beim Menschen geeignet ist.
Warum werden künstliche Neuronen benötigt?
Laut der Website der University of Bath (UK) eignen sich die neuen künstlichen Neuronen hervorragend zur Behandlung chronischer Krankheiten wie Herzinsuffizienz, Alzheimer und anderer Probleme im Zusammenhang mit der Degeneration von Nervenfasern. Es ist von entscheidender Bedeutung, dass sich künstliche Neuronen nicht nur wie biologische Neuronen verhalten, sondern auch praktisch keine Stromquelle benötigen (die eingebaute Batterie hält "ein Leben lang"), was sie ideal für den Einsatz in medizinischen Implantaten und anderen bioelektrischen Geräten macht Geräte.
Das von der University of Bath geleitete Forschungsteam, dem Forscher der Universitäten Bristol, Zürich und Auckland angehören, argumentiert, dass künstliche Neuronen auf elektrische Signale des Nervensystems wie echte reagieren, die viele seit Jahrzehnten zu erreichen versuchen.
Experten geben auch ein Beispiel für den Einsatz von Technologie. Beispielsweise reagieren bei Herzinsuffizienz die Neuronen an der Basis des Gehirns nicht richtig auf Signale des Nervensystems und senden wiederum nicht die richtigen Signale an das Herz, das nicht so funktioniert, wie es sollte. Das Ersetzen "gebrochener" Neuronen durch künstliche löst dieses Problem.
Eine der größten Designherausforderungen war die nichtlineare Reaktion von Neuronen. Die Reaktionen von Neuronen können unvorhersehbar sein: Wenn das gesendete Signal sehr stark ist, ist es überhaupt nicht notwendig, dass die Reaktion dieselbe ist. Mathematische Berechnungen und sorgfältige Modellierung basierend auf diesen nichtlinearen Reaktionen haben die Schaffung künstlicher Neuronen ermöglicht, die auf Reize genauso reagieren wie lebende gesunde Gewebe.
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Nachdem die Wissenschaftler Muster aus mathematischen Modellen abgeleitet hatten, entwickelten sie Siliziumchips, die biologische Ionenkanäle (eine der Hauptkomponenten, die die leitende Funktion von Neuronen bereitstellen) originalgetreu reproduzierten, bevor sie nachweisen konnten, dass ihre "Siliziumneuronen" genau nachahmen, wie echte funktionieren.
Die Schaffung solcher Neuronen legt nahe, dass es nun möglich ist, alte oder bereits tote Wege und Zellen mit ihrer Hilfe zu ersetzen, um verschiedene Funktionen des Körpers wiederherzustellen. Insbesondere wird die neue Erfindung für Patienten mit sich entwickelnder Alzheimer-Krankheit und anderen ähnlichen Zuständen nützlich sein.
Vladimir Kuznetsov
