Nowe urządzenia mikrofluidyczne: krok w stronę plastyczności neuronów hodowanych w laboratorium?

WarsawNaukowcy z Uniwersytetu Tohoku poczynili postępy w zrozumieniu, jak neurony hodowane w laboratorium mogą funkcjonować podobnie do tych w żywym mózgu. Plastyczność neuronalna to kluczowy proces w nauce i zapamiętywaniu, ale neurony tworzone w laboratoriach dotąd z trudem wykazywały tę zdolność. Zazwyczaj wyładowują się przypadkowo i jednocześnie. Jednak dzięki nowej technologii mikrofluidycznej ten problem zaczyna być rozwiązywany.

Zespół z Uniwersytetu Tohoku opracował zaawansowany model wykorzystujący małe urządzenia do kontrolowania płynów. Urządzenia te są istotne ze względu na liczne nowe funkcje.

• Pozwalają neuronom tworzyć zorganizowane sieci podobne do tych występujących w układzie nerwowym zwierząt.
• Można dostosować rozmiary i kształty mikrokanałów w urządzeniu, aby kontrolować siłę interakcji między neuronami.
• Wspierają tworzenie zróżnicowanych zespołów neuronowych, co umożliwia badanie wielu interaktywnych sieci.

Inżynierowane sieci wykazywały złożone wzorce aktywności i potrafiły się zmieniać przy wielokrotnej stymulacji. Wskazuje to, że naśladują plastyczność neuronalną, stanowiąc lepszy model zrozumienia, jak rzeczywiste mózgi uczą się i adaptują.

Zobacz również:

3 lutego 2025 · 01:32

Ołów w starożytnej Grecji jako świadek zmian społecznych i rozwoju technologii

Zrozumienie funkcji mózgu jest trudnym zadaniem z powodu jego wielowymiarowej złożoności. Tradycyjne modele zwierzęce są trudne do badania ze względu na skomplikowaną sieć połączeń. Neurony hodowane w warunkach laboratoryjnych są bardziej przystępne do analizy i pozwalają nam pojąć, w jaki sposób się uczymy i zapamiętujemy. Jednakże, sprawienie, by te neurony zachowywały się jak prawdziwe, stanowi wyzwanie. Wykorzystanie małych urządzeń, które mogą naśladować naturalne interakcje neuronów, wydaje się obiecującym rozwiązaniem.

Te wyniki mogą przyczynić się do tworzenia bardziej zaawansowanych systemów inteligencji. Wykorzystując zdolności adaptacyjne obserwowane w neuronach, naukowcy mogą opracowywać lepsze modele funkcji mózgu, takich jak pamięć. To istotne zarówno dla badania działania mózgu, jak i dla rozwoju systemów sztucznej inteligencji opartych na biologicznych metodach uczenia.

Badanie działania neuronów hodowanych w laboratorium może zrewolucjonizować leczenie chorób mózgu, zwłaszcza tych wpływających na jego plastyczność, takich jak choroba Alzheimera czy inne zwyrodnieniowe schorzenia. W miarę postępu badań te modele będą kluczowe w łączeniu systemów sztucznych z funkcjami ludzkiego mózgu, prowadząc do nowych pomysłów i przełomów w obu dziedzinach.