Международная группа ученых впервые в истории создала искусственные нейроны, которые ведут себя точно так же, как настоящие. После прохождения клинических испытаний разработка позволит лечить нейродегенеративные заболевания, такие как болезнь Альцгеймера, а также создать новые кардиостимуляторы для активации нейронов, которые регулируют работу сердца. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.
Созданием искусственных нейронов, которые работали бы так же, как настоящие, ученые занимались в течение нескольких десятков лет. Наряду с очевидным физическим препятствием в разработке миниатюрного оборудования, функционально напоминающего нейроны, исследователям необходимо было создать математические модели, которые могли бы контролировать сложную нелинейную электрическую активность в искусственных нейронах.
Теперь исследователям удалось создать кремниевые микрочипы, которые точно имитируют работу дыхательных и гиппокампальных нейронов по всему спектру биологической активности.
Мы можем очень точно оценить параметры, которые контролируют поведение любых нейронов с высокой степенью достоверности. Мы создали физические модели аппаратного обеспечения и продемонстрировали их способность успешно имитировать поведение естественных нейронов. Нашим третьим прорывом является универсальность модели, которая включает различные типы и функции ряда сложных нейронов млекопитающих.
Джулиан Патон, ведущий автор исследования
Помимо медицинских применений, разработка в будущем может быть использована для создания эффективных интерфейсов «мозг-машина», отмечают авторы исследования.
Ранее исследователи создали нейросеть, которой удалось решить задачу трех тел — одну из самых известных задач в области астрономии, которая предполагает вычисление движения трех небесных объектов под влиянием их взаимных гравитационных притяжений — в 100 млн раз быстрее человека.