|  | 21 марта 2011 | Информационные технологии

Компьютерные чипы с интегрированными нервными клетками - будущее нейрокомпьютеров.

Полупроводниковый чип с нервными клетками


Длинные усики нервных клеток с готовностью прокладывают свой путь сквозь специально подготовленные крошечные трубы из полупроводникового материала, формируя, таким образом, сложные нервные сети с заранее заданной структурой. Способность целенаправленно управлять формированием таких сетей сулит достаточно большие перспективы в изучениях нервных заболеваний, проверки результатов воздействия экспериментальных препаратов. Но самым важным является то, что эти возможности существенно приближают исследователей к разработке новейших интерфейсов между нервными тканями и электроникой, с помощью которых весьма эффективно можно интегрировать высокотехнологичные протезы и другие встраиваемые устройства в человеческий организм. Не стоит так же и забывать о нейрокомпьютерах, все вычисления в которых будут производиться не электронными логическими элементами, а живыми нервными клетками.

"Наше открытие является довольно интересным и инновационным" - рассказывает Николас Котов (Nicholas Kotov), эксперт в области нанотехнологий и наноматериалов в Мичиганском университете. - "В настоящее время наблюдается все возрастающая потребность в новых, более совершенных, интерфейсах между электронными устройствами и нервными тканями".

Основой для этого электронно-нервного гибрида являются миниатюрные трубки, стенки которых изготовлены из слоев кремния и германия, материалов, которые могут принять электрические сигналы, передаваемые нервной клеткой. Трубки могут иметь различный диаметр, длину и форму, они достаточно широки для того, что бы сквозь них проходили нервные окончания, но слишком малы, что бы в них могла уместиться сама нервная клетка.

Трубки с проходящими сквозь них нервными окончаниями


Создав на кремниевом основании разветвленную сеть из таких трубок, аспирант Минруи Ю (Minrui Yu) из университета Висконсина-Мадисона и его коллеги поместили нервные клетки, взятые у грызунов, в узловые точки будущей сети и обеспечили условия, благоприятствующие дальнейшему росту нервных клеток. После непродолжительного времени все клетки благополучно "проросли" сквозь проложенные пути, порой сложно спиралевидной формы, сформировав нейронную сеть заданной конфигурации.

В будущих исследованиях усилия ученых будут направлены на то, что бы внедрить в стены трубок полупроводниковые структуры, которые будут выступать в качестве приемников нервных импульсов и передатчиков сигналов, предназначенных для нервных клеток. "Это действительно уникальная и нетривиальная разработка" - рассказывает Рави Беллэмконда (Ravi Bellamkonda), нейроинженер из Технологического института штата Джорджия. - "Мы даже еще не полностью представляем себе всего ее значения для области нейробиологии".

Детальный отчет исследователей будет опубликован в ближайшем выпуске издания ACS Nano.




Ключевые слова:
Полупроводник, Кремний, Германий, Чип, Нервная, Клетка, Окончание, Нейронная, Сеть, Сигнал, Данные, Интерфейс

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Создан новый нейрочип, способный "маскироваться" под нервные клетки и зап ...
  • Ученые разработали технологию лазерной сварки нейронов друг с другом
  • Ученые обнаружили "генетический проводник", связанный с производством нов ...
  • Впервые ученым удалось трансформировать клетки кожи в функционирующие нейро ...
  • Искусственная нервная клетка, использующая настоящие нейропроводники – перв ...




  • 21 марта 2011 07:19
    #1 Написал: ManoWar

    Публикаций: 513
    Комментариев: 235
    А что мешает клеткам "расти" мимо трубок. Ведь этот процесс не предсказуем.
        
    21 марта 2011 12:02
    #2 Написал: Wolf

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Я думаю, что благодаря создания благоприятной среды в трубках и узлах, и отсутствие таковой в других точках матрицы, обеспечит рост клеток в нужных направлениях.

    Единственное, что таки сложно научиться - модулировать сигналы для управления, также обработки и анализа ответной реакции.)
        
    21 марта 2011 13:37
    #3 Написал: FomaNeverujuwij

    Публикаций: 0
    Комментариев: 3854
    А чем же "кормить" эти клетки на чипе, он же в любом случае будут нуждаться в питательных веществах, энергии и все такое ?


    --------------------
        
    21 марта 2011 17:18
    #4 Написал: CoJIb

    Публикаций: 0
    Комментариев: 1155
    Скоро у всех появятся новые домашние любимцы, которых нужно будет кормить и за которыми нужно будет дерьмо вывозить лопатами wink
        
    28 марта 2011 14:32
    #5 Написал: timsag

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Я думаю, что благодаря создания благоприятной среды в трубках и узлах, и отсутствие таковой в других точках матрицы, обеспечит рост клеток в нужных направлениях.

    Интересно как эту благоприятную среду в наноусловиях они добьются? Да и поддерживать её как то надо.
    Скорее всего клетки будут расти везде, а вот те которые вырастут в "точках" будут полезными. Весь этот чип будет погружен в "суп" - смесь питательных веществ.
    Попахивает хоть и топорным, но искусственно созданным мозгом (мозг тоже не все клетки использует в работе) . Количество связей (извилин) прямо пропорционально производительности (интеллекту)
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.