Kaj si predstavljate, če zamudite izraz "umetni nevroni"? Zagotovo nekaj podobnega prevlečenih žic, ki se nam redno prikazujejo v znanstvenofantastičnih filmih. Vendar v življenju vse izgleda drugače. Čeprav resnično ni nič manj futurističen in zanimiv. Mednarodna skupina znanstvenikov je na primer nedavno izumila umetne nevrone na silikonskih čipih, ki se obnašajo tako kot pravi. To je prva tovrstna naprava. Kar je poleg tega primerno za presaditev človeka.
Zakaj so potrebni umetni nevroni?
Kot poroča spletna stran Univerze v Bath (Velika Britanija), so novi umetni nevroni odlični za zdravljenje kroničnih bolezni, kot so srčno popuščanje, Alzheimerjeva bolezen in druge težave, povezane z degeneracijo živčnih vlaken. Ključno je, da se umetni nevroni ne le obnašajo enako kot biološki nevroni, ampak tudi praktično ne potrebujejo vira energije (vgrajena baterija "traja celo življenje"), zaradi česar so idealni za uporabo v medicinskih vsadkih in drugih bioelektričnih naprave.
Raziskovalna skupina, ki jo vodi Univerza v Bathu in vključuje raziskovalce z univerz v Bristolu, Zürichu in Aucklandu, trdi, da se umetni nevroni odzivajo na električne signale živčnega sistema kot resnični, česar se mnogi trudijo doseči že desetletja.
Tudi strokovnjaki navajajo primer uporabe tehnologije. Na primer, pri srčnem popuščanju se nevroni na dnu možganov ne odzivajo pravilno na signale živčnega sistema, zato v srce ne pošljejo pravilnih signalov, ki ne delujejo, kot bi morali. Nadomeščanje "pokvarjenih" nevronov z umetnimi reši to težavo.
Eden glavnih izzivov pri oblikovanju je bil nelinearni odziv nevronov. Odzivi nevronov so lahko nepredvidljivi: če je signal, ki ga pošiljamo, zelo močan, potem sploh ni nujno, da bo odziv enak. Matematični izračuni in previdno modeliranje na podlagi teh nelinearnih odzivov so omogočili ustvarjanje umetnih nevronov, ki se na dražljaje odzovejo enako, kot bi živela zdrava tkiva.
Promocijski video:
Po izpeljavi vzorcev iz matematičnih modelov so znanstveniki razvili silicijeve čipe, ki zvesto reproducirajo biološke ionske kanale (eno glavnih komponent, ki zagotavljajo prevodno funkcijo nevronov), preden so dokazali, da njihovi "silikonski nevroni" natančno posnemajo delovanje resničnih.
Ustvarjanje takšnih nevronov kaže na to, da je zdaj mogoče z njihovo pomočjo nadomestiti stare ali že odmrle poti in celice, da se obnovijo različne funkcije telesa. Zlasti nov izum bo koristen za bolnike z razvijanjem Alzheimerjeve bolezni in drugimi podobnimi stanji.
Vladimir Kuznecov