Ny forskning: Visar labbodlade neuroner tecken på hjärnans plasticitet med mikrofluidteknik?

StockholmForskare vid Tohoku University har gjort framsteg i att förstå hur labbodlade neuroner kan agera som de i levande hjärnor. Neuronal plasticitet är en viktig process för lärande och minne, men neuroner odlade i laboratoriet har haft svårigheter att visa denna förmåga. Dessa labbneuroner avfyrar vanligtvis slumpmässigt och samtidigt. Med ny mikrofluidteknik börjar denna utmaning dock bemötas.

Forskarteamet vid Tohoku Universitetet har utvecklat en avancerad modell med hjälp av små enheter för att styra vätskor. Dessa enheter är betydelsefulla tack vare flera nya funktioner.

• De möjliggör att neuroner bildar organiserade nätverk liknande djurens nervsystem.
• Mikrokanalernas storlek och form i enheten kan justeras för att styra styrkan i neuronala interaktioner.
• De stöder bildandet av varierande neurala grupper, vilket möjliggör studier av flera interaktiva nätverk.

De konstruerade nätverken visade upp komplexa aktivitetsmönster och kunde förändras vid upprepad stimulans. Detta antyder att de efterliknar neural plasticitet och därigenom erbjuder en bättre modell för hur verkliga hjärnor lär sig och anpassar sig.

Läs också:

3 februari 2025 · 01:32

Förhistorisk blyförorening avslöjar samhällsförändringar i Antikens Grekland och romersk tid.

Att studera hjärnans funktioner är en utmaning på grund av dess stora komplexitet. Traditionella djurmodeller är svåra att undersöka på grund av deras komplicerade nätverk. Däremot är odling av neuroner i laboratorier lättare att studera och hjälper oss att förstå hur vi lär och minns. Men att få dessa laboratoriodlade neuroner att bete sig som verkliga motsvarigheter är krävande. Att använda små enheter som kan efterlikna naturliga neuroninteraktioner är en lovande lösning.

Dessa resultat kan leda till förbättrade intelligenssystem. Genom att använda den anpassningsförmåga som observerats hos dessa neuroner kan forskare skapa bättre modeller för hjärnfunktioner som minne. Detta är avgörande för att förstå hur hjärnan fungerar och för att utveckla artificiella intelligenssystem som tillämpar biologiskt inspirerade lärmetoder.

Att studera hur labbodlade neuroner fungerar kan förändra vår behandling av hjärnsjukdomar, särskilt de som påverkar hjärnans flexibilitet, som Alzheimers eller andra degenerativa sjukdomar. När forskningen fortsätter, kommer dessa modeller att spela en viktig roll i att koppla samman artificiella system med mänskliga hjärnfunktioner, vilket leder till nya idéer och framsteg inom båda områden.