ساخت نورون مصنوعی برای درمان آلزایمر

گروهی از دانشمندان بین‌المللی به سرپرستی دانشگاه بث(Bath) موفق به ساخت نورون‌های مصنوعی کارآمدی شده‌اند که به طور بالقوه در آینده می‌تواند برای درمان همه بیماری‌های عصبی از بیماری‌های قلبی گرفته تا آلزایمر استفاده شود.
به گزارش ایسنا و به نقل از گیزمگ، گروهی از محققان بین‌المللی پس از چند دهه تلاش به اولین پیشرفت جهانی در ساخت یک نورون مصنوعی کارآمد دست یافته‌اند و موفق به ساخت نورون‌های مصنوعی با توانایی رفتاری دقیقاً شبیه به نورون‌های زنده واقعی شده‌اند.
این فناوری هنوز ممکن است سال‌ها با استفاده بالینی در انسان فاصله داشته باشد، اما نوآوری به کار رفته در آن، راه را برای معالجه همه بیماری‌های عصبی مانند آلزایمر تا دستیابی به ضربان سازهای جدید که باعث تحریک سلول‌های عصبی تنظیم کننده پمپاژ قلب می‌شوند، فراهم می‌کند.
ایجاد نورون‌های مصنوعی یک چالش چند وجهی است که دانشمندان سال‌ها با آن دست به گریبان بودند. چالش اصلی محققان، مهندسی فیزیکی یک سخت افزار مینیاتوری بود که عملکردی شبیه به سلول‌های عصبی طبیعی بدن داشته باشد و برای این کار به ایجاد مدل‌های پیچیده ریاضی نیاز بود که بتواند فعالیت الکتریکی غیرخطی پیچیده را در سلول‌های عصبی مصنوعی کنترل کند.
"آلن نوگارت" محقق دانشگاه "بث" که سرپرست این پروژه بود، می‌گوید: رویکرد ما چندین پیشرفت را در بر می‌گیرد. ما می‌توانیم پارامترهای دقیقی را که هرگونه عملکرد نورون‌ها را با اطمینان بالا کنترل می‌کنند، بسیار دقیق ارزیابی کنیم. ما مدل‌های فیزیکی سخت افزاری را ایجاد کرده‌ایم و توانایی آن را برای تقلید موفقیت آمیز از رفتار نورون‌های واقعی نشان داده‌ایم. موفقیت سوم ما، تطبیق پذیری مدل ما است که امکان درج انواع عملکردهای مختلف در طیف وسیعی از نورون‌های پیچیده پستانداران را فراهم می‌کند.
نورون‌های تنفسی و هیپوکامپ در مطالعه جدیدی که به تازگی منتشر شده است، دو نوع نورون مصنوعی هستند که به طور مؤثر کارایی خود را نشان داده‌اند. این دو نورون مصنوعی به طور دقیق، طیف گسترده‌ای از فعالیت‌ها را در مقایسه با همتایان بیولوژیکی خود تقلید می‌کنند.
"جولیان پاتون" یکی دیگر از محققان این مطالعه می‌گوید: شبیه سازی نورون‌های تنفسی در بیوالکترونیک که می‌توان آن را به شکل بسیار کوچک ساخت و در بدن کاشت، بسیار هیجان انگیز است و فرصت‌های بزرگی را برای توسعه دستگاه‌های پزشکی باهوش‌تر، داروهای بهینه و درمان طیف وسیعی از بیماری‌ها و ناتوانی‌ها ایجاد می‌کند.

این ریزتراشه‌های کوچک سیلیکونی طیف گسترده‌ای از کاربردهای بالقوه را ارائه می‌دهند. یکی از این کاربردها نوعی ضربان ساز هوشمند است که نه تنها تحریک الکتریکی قلب را ارائه می‌دهد، بلکه با جامعه خاصی از نورون‌های موجود در پایه مغز نیز ارتباط برقرار می‌کند که نقش عمده‌ای در نارسایی قلبی دارند.

کاربرد دیگر استفاده از نورون‌های مصنوعی می‌تواند جایگزینی مسیرهای عصبی بیمارانی باشد که در اثر ابتلا به بیماری‌های عصبی مانند آلزایمر آسیب دیده‌اند.

"نوگارت" توضیح می‌دهد: تاکنون نورون‌ها مانند جعبه‌های سیاه بودند، اما ما موفق شده‌ایم این جعبه سیاه را باز کنیم. کار ما یک تغییر بزرگ است، زیرا یک روش قوی برای شبیه سازی ویژگی‌های نورون‌های واقعی با جزئیات دقیق فراهم می‌کند.

این فناوری قبل از رسیدن به برنامه‌های کاربردی انسانی، باید سال‌ها آزمایش را پشت سر بگذارد، اما در هر حال این مطالعه یک گام اساسی برای گشودن افق‌های جدید پیش روی محققان است.

این مطالعه در مجله Nature Communications منتشر شده است.